CZ298353B6 - Non-viral vector - Google Patents

Non-viral vector Download PDF

Info

Publication number
CZ298353B6
CZ298353B6 CZ20022193A CZ20022193A CZ298353B6 CZ 298353 B6 CZ298353 B6 CZ 298353B6 CZ 20022193 A CZ20022193 A CZ 20022193A CZ 20022193 A CZ20022193 A CZ 20022193A CZ 298353 B6 CZ298353 B6 CZ 298353B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
nucleic acid
polypeptide
cells
dna
complex
Prior art date
Application number
CZ20022193A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ20022193A3 (en
Inventor
Tagawa@Toshiaki
David Miller@Andrew
Perouzel@Eric
Murray@Karl
Manvell@Michelle
Alton@Eric
Matthews@David
Russell@Willie
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corporation filed Critical Mitsubishi Chemical Corporation
Publication of CZ20022193A3 publication Critical patent/CZ20022193A3/en
Publication of CZ298353B6 publication Critical patent/CZ298353B6/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/62Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
    • A61K47/64Drug-peptide, drug-protein or drug-polyamino acid conjugates, i.e. the modifying agent being a peptide, protein or polyamino acid which is covalently bonded or complexed to a therapeutically active agent
    • A61K47/645Polycationic or polyanionic oligopeptides, polypeptides or polyamino acids, e.g. polylysine, polyarginine, polyglutamic acid or peptide TAT
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6901Conjugates being cells, cell fragments, viruses, ghosts, red blood cells or viral vectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Liposomes
    • A61K9/1271Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes, liposomes coated with polymers
    • A61K9/1272Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes, liposomes coated with polymers with substantial amounts of non-phosphatidyl, i.e. non-acylglycerophosphate, surfactants as bilayer-forming substances, e.g. cationic lipids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • A61P35/02Antineoplastic agents specific for leukemia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/87Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
    • C12N15/88Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microencapsulation, e.g. using amphiphile liposome vesicle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2710/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsDNA viruses
    • C12N2710/00011Details
    • C12N2710/10011Adenoviridae
    • C12N2710/10311Mastadenovirus, e.g. human or simian adenoviruses
    • C12N2710/10322New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes

Abstract

In the present invention, there is disclosed a nucleic acid delivery complex comprising a condensed polypeptide/nucleic acid complex and a cationic lipid wherein the complex comprises (a) a nucleic acid sequence of interest; and (b) one or more viral nucleic acid packaging polypeptides, or derivatives thereof, said polypeptides or derivatives thereof being (i) capable of binding to the nucleic acid sequence of interest; and (ii) capable of condensing the nucleic acid sequence of interest; and wherein the nucleic acid sequence of interest is heterologous with respect to the polypeptide. There is also disclosed a method of introducing a nucleic acid sequence of interest into a cell through the mediation of a delivery vector.

Description

Předkládaný vynález se týká komplexů kationtový lipid/protein/nukleová kyselina, které obsahují virové sbalovací proteiny, a jejich použití při účinném dodávání nukleových kyselin do buněk jako jsou neuronální buňky.The present invention relates to cationic lipid / protein / nucleic acid complexes containing viral packaging proteins, and their use in the efficient delivery of nucleic acids to cells such as neuronal cells.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Slibných pokroků při nevirovém přenosu genů bylo dosaženo v důsledku produkce syntetických liposomů formulovaných s kationtovými lipidy, které jsou schopny transfekovat buňky. Málo z těchto komplexů však bylo testováno na schopnost účinně přenášet DNA do buněk CNS za získání exprese transgenu. Schopnost účinně a bezpečně transfekovat neuronální buňky by mohla poskytnout výkonný nástroj pro objasnění funkce neuronů a mohla by vést k novým způsobům léčení nervových poruch.Promising advances in non-viral gene transfer have been achieved due to the production of synthetic liposomes formulated with cationic lipids that are capable of transfecting cells. However, few of these complexes have been tested for the ability to efficiently transfer DNA into CNS cells to obtain transgene expression. The ability to efficiently and safely transfect neuronal cells could provide a powerful tool to elucidate neuronal function and could lead to new ways of treating nerve disorders.

Genová terapie CNS však nemohla být plně využívána v důsledku nedostatku účinného prostředku pro transdukci postmitotických neuronů. U většiny studií se používalo pro dodávání genů virových vektorů. Nevýhodou mnoha virových vektorů jsou však problémy s imunitou a cytotoxicitou a obtížností manipulace osobami, které nejsou odborníky v oboru virologie (Wood M. J. A. a další, Inflammatory effects of gene-transfer into the CNS with defective HSV-1 vectors. Gene Ther. 1994; 1: 283 - 291; Byrnes A. P. a další, Adenovirus gene-transfer causesinflammation in the brain. Neuroscience 1995; 66: 1015 - 1024; Naldini L. a další, In vivo gene delivery and stable transduction of nondiving celíš by a lentiviral vector [viz poznámky]. Science 1996; 272: 263 - 267). Jako alternativní metoda pro buněčnou transdukci se nyní objevují nevirové vektory. Nejslibnější pokroky při nevirovém přenosu genů byly dosaženy při produkci syntetických liposomů formulovaných s kationtovými lipidy (cytofektiny) schopnými transfekovat buňky. Tyto kationtové liposomy se relativně snadno používají, mají širokou použitelnost a postrádají cytotoxicítu (Miller A. D., Cationic liposomes for gene delivery. Angewandte ChemieInternational Edition 1998; 37: 1769- 1785).However, the CNS gene therapy could not be fully utilized due to the lack of an effective means for transduction of post-mitotic neurons. Most studies have been used to deliver viral vector genes. However, a disadvantage of many viral vectors is the immunity and cytotoxicity problems and the difficulty of manipulation by persons who are not experts in virology (Wood MJA et al., Gene Ther. 1994; 1 Neuroscience 1995; 66: 1015 - 1024; Naldini L. et al., In vivo Gene Delivery and Stable Transduction of Nondiving Cell and Lentiviral Vector [See: 283-291; Byrnes AP et al., Adenovirus gene-transfer causes inflammation in the brain. Science 1996; 272: 263-267). Non-viral vectors are now emerging as an alternative method for cell transduction. The most promising advances in non-viral gene transfer have been achieved in the production of synthetic liposomes formulated with cationic lipids (cytofectins) capable of transfecting cells. These cationic liposomes are relatively easy to use, have wide utility and lack cytotoxicity (Miller, A. D., Cationic liposomes for gene delivery. Angewandte Chemie International Edition 1998; 37: 1769-1785).

V současnosti se stále vyvíjejí nové formulace kationtových liposomů (Lee R. J., Huang L., Lipidic vector systems for gene transfer. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1997; 14: 173 - 206). Pouze malé množství těchto komplexů však bylo testováno na schopnost účinně transdukovat buňky uvnitř CNS (Gao X., Huang L.} Cationic liposome-mediated genetransfer. Gene Ther. 1995; 2: 710- 722; Felgner P. L. a další, Lipofection - a Highly Efficient, Lipid-Mediated Dna-Transfection Proceduře. Proceedings Og the National Academy Of Sciences Ofthe United States OfAmerica 1987; 84: 7413 -7417; Farhood H., SerbinaN., Huang L., The role of dioleoyl phosphatidylethanolamin in cationic liposome mediated gene transfer. Biochem. Biphys. Acta 1995; 1235: 289 - 295; Caplen N. J. a další, In-vitro liposome-mediated DNA transfection of epithelial-cell lineš using the cationic liposome DC-Chol/DOPE. Gene Ther. 1995; 2: 603 - 613). Kationtové liposomy působí prostřednictvím elektrostatických interakcí s negativně nabitou DNA a následně s buněčnými membránami, přičemž přes buněčnou membránu přecházejí prostřednictvím procesu pomalé endocytózy (Gao X., Huang L., Cationic liposome-mediated gene-transfer. Gene Ther. 1995; 2: 710- 722; Labat-Moleur F. a další, An electron microscopy study into the mechanism of gene transfer with lipopolyamines. Gene Ther. 1996; 3: 1010 - 1017; Zabner J. a další, Cellular and molecular barriers to gene transfer by a cationic lipid. J. Biol. Chem. 1995; 270: 18997 - 19007). Tyto liposomy jsou často formulovány s použitím neutrálního lipidu dioleoyl-L-a-fosfatidylethanolaminu (DOPE), který je extrémně účinný při pufrování a rozrušování endosomú (Farhood H., Serbina N., Huang L., The role of dioleoyl phosphatidylethanolamin in cationic liposome mediated gene transfer. Biochem. Biophys. Acta 1995; 1235: 289 - 295; Felgner J. H. a další, Enhanced Gene Delivery and Mechanism Studies With a Novel Series of Cationic Lipid Formulations. J. Biol. Chem. 1994; 269: 2550- 2561). Z perinukleámího prostoru je transfekovaný genetický materiál uvolňovánNew formulations of cationic liposomes are currently under development (Lee RJ, Huang L., Lipidic vector systems for gene transfer. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1997; 14: 173-206). However, only a small number of these complexes have been tested for the ability to efficiently transduce cells within the CNS (Gao X., Huang L. ) Cationic liposome-mediated genetransfer. Gene Ther. 1995; 2: 710-722; Felgner PL et al., Lipofection- and Highly Efficient, Lipid-Mediated DNA-Transfection Procedure: Proceedings Og, National Academy of Sciences of the United States Of America 1987; 84: 7413-7417; Farhood H., Serbina N., Huang L., The Role of Dioleoyl Phosphatidylethanolamine in Cationic Liposome Mediated Gene transfer, Biochem. Biphys. Acta 1995; 1235: 289-295; Caplen NJ et al., In-vitro liposome-mediated DNA transfection of epithelial-cell lineage using the cationic liposome DC-Chol / DOPE. Gene Ther. 1995; 2: 603-613). Cationic liposomes act through electrostatic interactions with negatively charged DNA followed by cell membranes, passing through the cell membrane through a slow endocytosis process (Gao X., Huang L., Cationic liposome-mediated gene-transfer. Gene Ther. 1995; 2: 710 - 722; Labat-Moleur F. et al., An electron microscopy study into the mechanism of gene transfer with lipopolyamines Gene Ther. 1996; 3: 1010 - 1017; Zabner J. et al., Cellular and molecular barriers to gene transfer by cationic lipid (J. Biol. Chem. 1995; 270: 18997-19897). These liposomes are often formulated using the neutral lipid dioleoyl-La-phosphatidylethanolamine (DOPE), which is extremely effective in buffering and disrupting endosomes (Farhood H., Serbina N., Huang L., The role of dioleoyl phosphatidylethanolamine in cationic liposome mediated gene. Biochem. Biophys. Acta 1995; 1235: 289-295; Felgner JH et al., Enhanced Gene Delivery and Mechanism Studies With a Novel Series of Cationic Lipid Formulations (J. Biol. Chem. 1994; 269: 2550-2561). Transfected genetic material is released from the perinuclear space

-1 CZ 298353 B6 z liposomového komplexu, transportován do jádra a exprimován. Dosud bylo ukázáno, že úspěšnou transfekci do CNS mohou zprostředkovat pouze liposomy formulované z N-[ 1-(2,3dioleyloxy)propyl]”N,N,NtrimethylamoniumchlorÍdu (DOTMA) a DOPE (Sahenk Z. a další, JFrom the liposome complex, transported to the nucleus and expressed. So far, it has been shown that only liposomes formulated from N- [1- (2,3-dioleyloxy) propyl] - N, N, N-trimethylammonium chloride (DOTMA) and DOPE (Sahenk Z. et al., J

Gene Delivery to Spinal Motor Neurons. Brain Res. 1993: 606: 126 - 129; Iwamoto Y. a další, IDelivery to Spinal Motor Neurons. Brain Res. 1993: 606: 126-129; Iwamoto Y. et al., I

Liposome-Mediated Bdnf Cdna Transfer in Intact and Injured Rat-Brain. Neuroreport 1996; 7: jLiposome-Mediated Bdnf Cdna Transfer in Intact and Injected Rat-Brain. Neuroreport 1996; 7: j

609 - 612; Roessler B. J., Davidson B. L., Direct plasmid-mediated transfection of adult murine l brain-cells in-vivo using cationic liposomes. Neurosci Letí. 1994; 167: 5 - 10; Zhou X., Huang *609-612; Roessler B.J., Davidson B.L., Direct plasmid-mediated transfection of adult murine l brain-cells in-vivo using cationic liposomes. Neurosci Fly. 1994; 167: 5-10; Zhou X., Huang

L., DNA transfection mediated by cationic liposomes containing lipopolylysin: characterization and mechanism of action, Biochim. Biophys. Acta 1994; 1189: 195 - 203). Pro použití pro genovou terapii jsou velmi zapotřebí líposomové komplexy schopné vysoce účinné transfekce buněk CNS.L., DNA transfection mediated by cationic liposomes containing lipopolylysine: characterization and mechanism of action, Biochim. Biophys. Acta 1994; 1189: 195-203). Liposome complexes capable of highly efficient transfection of CNS cells are highly needed for use in gene therapy.

Hlavním omezením nevirového přenosu genů je tvorba velkých agregovaných molekul při tvorbě komplexů liposom: DNA (Lee R. J., Huang L., Lipidic vector systems for gene transfer. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1997; 14: 173 - 206). Tyto velké agregáty mohou snížit účinnost transfekce pravděpodobně v důsledku omezení endocytózy komplexů. Jeden přístup pro omezení tohoto jevu je snížení velikosti molekul DNA prostřednictvím kondenzace DNA před tvorbou komplexu. Předkondenzace DNA poskytne menší komplexy a zlepšenou účinnost transfekce (Sorgi F. L., Bhattacharya S., Huang L., Protamíne sulfáte enhances lipid— mediated gene transfer. Gene Ther, 1996; 4: 961 - 968; Li S., Huang L., Protamine sulfáte provides enhanced and reproducible intravenous gene transfer by cationic liposome/DNA complex. Joumal of Liposome Research 1997: 7: 207 - 219; Vitiello L. a další, Condensation of plasmid DNA with póly lysině improves liposome-mediated gene transfer into established and primary muscle cells. Gene Ther. 1996; 3: 396 - 404; Namiki Y., Takahashi T,, Ohno T., Gene transduction for disseminated intraperitoneal tumor using cationic liposomes containing non-histoone chromatin proteins: cationic liposomal gene therapy of carcinomatosa. Gene Ther. 1998; 4: 240 246; Gao X., Huang L., Potentiation of cationic liposome-mediated gene delivery by polycations. Biochem. 1996; 35: 9286- 9286; Fritz J. D. a další, Gene transfer into mammalian cells using histone-condensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395- 1404; Hagstrom J. E. a další, Complexes of non-cationic liposomes and histone HI mediát efficient transfection of DNA without encapsulation. Biochim. Biophys Acta 1996; 1284: 47 - 55). Byly identifikovány různé polykationty, které jsou účinné při zlepšování transfekci zprostředkovaných liposomy. Z těchto látek poskytly póly- L- lysin a protamin nej významnější výsledky umožňující více než třicetinásobné zvýšení ve srovnání s komplexy bez předkondenzace u řady jiných než neuronálních buněčných linií (Sorgi F. L., Bhattacharya S., Huang L., Protamine sulfáte enhances lipid— mediated gene transfer. Gene Ther. 1997; 4: 961 - 968; GaoX., Huang L., Potentiation of cationic liposome-mediated gene delivery by polycations, Biochem. 1996: 35: 9286 - 9286).The major limitation of non-viral gene transfer is the formation of large aggregated molecules in the formation of liposome: DNA complexes (Lee R.J., Huang L., Lipidic vector systems for gene transfer. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1997; 14: 173-206). These large aggregates may reduce transfection efficiency, probably due to a reduction in endocytosis of complexes. One approach to limiting this phenomenon is to reduce the size of the DNA molecules through condensation of the DNA prior to complex formation. DNA precondensation provides smaller complexes and improved transfection efficiency (Sorgi FL, Bhattacharya S., Huang L., Protamine Sulfate Lipid-Mediated Gene Transfer Enhancements. Gene Ther, 1996; 4: 961-968; Li S., Huang L., Protamine Sulfate provides enhanced and reproducible intravenous gene transfer by cationic liposome / DNA complex Joumal of Liposome Research 1997: 7: 207-219; Vitiello L. et al., Condensation of Plasmid DNA with Lysine Polys improves liposome-mediated gene transfer into established and primary Gene Ther. 1996; 3: 396-404; Namiki Y., Takahashi T ,, Ohno T., Gene transduction for disseminated intraperitoneal tumor using cationic liposomes containing non-histoone chromatin proteins: cationic liposomal gene therapy of carcinomatosis. Ther. 1998; 4: 240 246; Gao X., Huang L., Potentiation of cationic liposome-mediated gene delivery by polycations. Biochem. 1996; 35: 9286- 9286; Fritz JD et al., Gene transfer into mammalian cells us The histone-condensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395-1404; Hagstrom J. E. et al., Complexes of non-cationic liposomes and histone HI mediate efficient transfection of DNA without encapsulation. Biochim. Biophys Acta 1996; 1284: 47-55). Various polycations have been identified that are effective in improving liposome-mediated transfection. Of these substances, L-lysine and protamine poles gave the most significant results, allowing for more than thirty-fold increases compared to non-precondensation complexes in a number of non-neuronal cell lines (Sorgi FL, Bhattacharya S., Huang L., Protamine sulfate enhances lipid-mediated Gene Ther. 1997; 4: 961-968; GaoX., Huang L., Potentiation of cationic liposome-mediated gene delivery by polycations, Biochem. 1996: 35: 9286-9286).

Zvláště dobré výsledky při zvyšování transfekce liposomy má protaminsulfát. Protámin je v přírodě se vyskytující polykationt, který se nalézá ve hlavičce spermatozoí. Úlohou protaminu je kondenzovat DNA ve spermatu a napomáhat jeho přenosu do jádra vajíčka. Vlastnost protaminu z hlediska zaměření na jádro způsobuje jeho zvláštní vhodnost pro přenos genů. Na rozdíl od syntetického poly-L-lysinu, který' má rozsah velkých molekulových hmotností (18 000 až 19 200 Da), se protamin vyskytuje v přírodě, je menší a má menší rozmezí molekulové hmotnosti (4000 až 4250 Da). Tyto vlastnosti znamenají, že existuje menší možnost imunogenních odpovědí v cílové tkáni a je možno snadněji řídit kondenzaci. Pro zvyšování přenosu DNA prostřednictvím liposomů byly také používány jiné proteiny kondenzující DNA vyskytující se v přírodě. Fritz a další (Fritz J. D, a další, Gene transfer into mammalian cells using histoone-condensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395- 1404) dosáhli přibližně třicetinásobného zvýšení při lipofekci s použitím rekombinantního lidského proteinu H1 histonu nesoucího signál lokalizace do jádra (nls-Hl). Bylo také ukázáno, že lipofekci zvyšuje nehistonový chromosomální protein s vysokou pohyblivostí skupiny 1,2, který se rutinně používá při metodě HVJliposomů (Namiki Y., Takahashi T, Ohno T., Gene transduction for disseminated intraperitoneal tumor using cationic liposomes containing non-histone chromatin proteins: cationic liposomal gene therapy of carcinomatosa. Gene Ther, 1998; 5: 240-246; Isaka Y. a další, The HVJ liposome method. Exp-Nephrol 1998; 6: 144 - 147).Protamine sulphate has particularly good results in increasing liposome transfection. Protamine is a naturally occurring polycation found in the head of the spermatozoa. The role of protamine is to condense the DNA in the semen and facilitate its transfer to the nucleus of the egg. The core-targeting feature of protamine makes it particularly suitable for gene transfer. Unlike synthetic poly-L-lysine, which has a large molecular weight range (18,000 to 19,200 Da), protamine occurs naturally, is smaller, and has a smaller molecular weight range (4000 to 4250 Da). These properties mean that there is less chance of immunogenic responses in the target tissue and it is easier to control condensation. Other naturally occurring condensing DNA proteins have also been used to increase DNA transfer through liposomes. Fritz et al. (Fritz J. D, et al., Gene Transfer to Mammalian Cells Using Histoone-Condensed Plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395-1404) achieved an approximately 30-fold increase in lipofection using recombinant human histone H1 protein carrying a core localization signal (nls-H1). It has also been shown that lipofection is enhanced by a non-histone chromosomal high-mobility group 1,2 protein, which is routinely used in the HVJliposome method (Namiki Y., Takahashi T, Ohno T., Gene transduction for disseminated intraperitoneal tumor using non-histone cationic liposomes) chromatin proteins: cationic liposomal gene therapy of carcinomatosis (Gene Ther, 1998; 5: 240-246; Isaka Y. et al., The HVJ liposome method. Exp-Nephrol 1998; 6: 144-147).

-2CZ 298353 B6-2GB 298353 B6

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Autoři vynálezu testovali proteiny asociované s virovou DNA na jejich schopnost zvyšovat přenos genů založený na liposomech. Autoři zvláště porovnávali virově kódovaný syntetický peptid Mul a rekombinantní protein Vpl adenoviru, popřípadě polyomaviru. Peptid Mul může mít úlohu při kondenzaci chromosomu adenoviru, zatímco VP1 je jediný strukturní protein polyomaviru, který vykazuje vazebnou aktivitu k DNA (Gillock E, T. a další, Polyomavirus major capsid protein VP1 is capable of packaging cellular DNA when expressed in the baculovirus systém. J. Virol. 1997; 71: 2857 - 2865 issn: 0022-2538x; Chang D., Cai X., Consigli R, A., Characterization of the DNA binding properties of polyomavirus capsid proteins. Journal of Virology 1993; 67: 6327 - 6331; Anderson C. W., Young Μ. E., Flint S. J., Characterization of the adenovirus 2 virion protein, mu. Virology 1989; 172: 506- 512). Vpl, ale nikoli Mul, obsahuje vložený klasický signál nukleární lokalizace (NLS) podobný signálu, který se nalézá v HMG-1,2 a nls-Hl (Chang D., Cai X., Consigli R. A., Characterization of the DNA binding properties of polyomavirus capsid proteins, Journal of Virology 1993; 67: 6327 - 6331). Autoři vynálezu zjistili, že Mul, ale nikoli Vpl, významně zlepšuje přenos genů zprostředkovaný kationtovými liposomy do buněk odvozených z nervového systému a ledvin. Autoři vynálezu také zjistili, že zvýšení pomocí Mul bylo větší u diferenciovaných buněk, což ukazuje na možnou použitelnost tohoto přístupu v případě neuronálních buněk in vivo.The inventors tested proteins associated with viral DNA for their ability to enhance liposome-based gene transfer. In particular, the authors compared the virally encoded synthetic peptide Mul and recombinant Vpl protein of adenovirus and polyomavirus, respectively. The Mul peptide may play a role in adenovirus chromosome condensation, while VP1 is the only polyomavirus structural protein that exhibits DNA binding activity (Gillock E, T. et al., Polyomavirus major capsid VP1 protein is capable of packaging cellular DNA when expressed in the baculovirus system. J. Virol. 1997; 71: 2857 - 2865 issn: 0022-2538x; Chang D., Cai X., Consigli R, A., Characterization of DNA binding properties of polyomavirus capsid proteins Journal of Virology 1993; 67: 6327-6331; Anderson CW, Young, E. E., Flint SJ, Characterization of the adenovirus 2 virion protein, mu Virology 1989; 172: 506-512). Vpl, but not Mul, contains an embedded classical nuclear localization signal (NLS) similar to that found in HMG-1,2 and nls-H1 (Chang D., Cai X., Consigli RA, Characterization of the DNA binding properties of polyomavirus capsid proteins, Journal of Virology 1993; 67: 6327-6331). The present inventors have found that Mul, but not Vp1, significantly improves cationic liposome-mediated gene transfer to nerve and kidney-derived cells. The inventors also found that the increase by Mul was greater in differentiated cells, suggesting the possible applicability of this approach for neuronal cells in vivo.

Tato zjištění jsou základem pro experimentální a terapeutická použití dodávání DNA do buněk CNS zprostředkovaného liposomy.These findings are the basis for experimental and therapeutic uses of DNA delivery to liposome-mediated CNS cells.

Předkládaný vynález tedy poskytuje nevirový vektor pro dodávání nukleových kyselin, který obsahuje kondenzovaný komplex polypeptid/nukleová kyselina a kationtový lipid, přičemž tento komplex obsahuje:Accordingly, the present invention provides a non-viral nucleic acid delivery vector comprising a fused polypeptide / nucleic acid complex and a cationic lipid, the complex comprising:

(a) zvolenou sekvenci nukleové kyseliny (nucleic acid sequence of interest, NOI); a (b) jeden nebo více virových sbalovacích polypeptidů nukleových kyselin nebo jejich derivátů, kde tyto polypeptidy nebo jejich deriváty jsou schopny (i) vázat se na zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (ii) kondenzovat zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a kde zvolená sekvence nukleové kyseliny je vzhledem k polypeptidů heterologní.(a) a selected nucleic acid sequence of interest (NOI); and (b) one or more viral nucleic acid packaging polypeptides or derivatives thereof, wherein the polypeptides or derivatives thereof are capable of (i) binding to a selected nucleic acid sequence; and (ii) condense the selected nucleic acid sequence; and wherein the selected nucleic acid sequence is heterologous to the polypeptides.

S výhodou je alespoň jeden polypeptid adenovirový sbalovací polypeptid nukleové kyseliny nebo jeho derivát. Výhodněji je adenovirový polypeptid Mul, pV nebo pVII nebo jejich derivát.Preferably, the at least one polypeptide is an adenoviral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof. More preferably, the adenoviral polypeptide is Mul, pV or pVII, or a derivative thereof.

Termín „heterologní vzhledem k polypeptidů“ znamená, že jsou vyloučeny virové zvolené sekvence nukleové kyseliny, které se přirozeně vyskytují v kombinaci s virovým sbalovacím polypeptidem.The term "heterologous to polypeptides" means that viral nucleic acid sequences that naturally occur in combination with a viral packaging polypeptide are excluded.

Ve výhodném provedení vektor dále obsahuje polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace (NLS). Výhodněji je polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace (NLS) adenovirový pV nebo jeho derivát.In a preferred embodiment, the vector further comprises a polypeptide comprising a nuclear localization sequence (NLS). More preferably, the polypeptide comprising the nuclear localization sequence (NLS) is an adenoviral pV or derivative thereof.

Předkládaný vynález také poskytuje kondenzovaný komplex polypeptid/nukleová kyselina obsahující kationtový lipid, polypeptidovou složku a složku nukleové kyseliny, pro použití při dodávání složky nukleové kyseliny do jádra eukaryotické buňky, přičemž (i) polypeptidovou složkou je virový sbalovací polypeptid nukleové kyseliny nebo jeho derivát;The present invention also provides a fused polypeptide / nucleic acid complex comprising a cationic lipid, a polypeptide component, and a nucleic acid component, for use in delivering a nucleic acid component to the nucleus of a eukaryotic cell, wherein (i) the polypeptide component is a viral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof;

(ii) polypeptidová složka nebo její derivát je schopna vázat se na zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (iii) polypeptidová složka nebo její derivát je schopna kondenzovat zvolenou sekvenci nukleové kyseliny;(ii) the polypeptide component or derivative thereof is capable of binding to a selected nucleic acid sequence; and (iii) the polypeptide component or derivative thereof is capable of condensing a selected nucleic acid sequence;

-3CZ 298353 B6 a kde nukleová kyselina je vzhledem k polypeptidu heterologní.And wherein the nucleic acid is heterologous to the polypeptide.

Alespoň jeden polypeptid je s výhodou adenovirový sbalovací polypeptid nukleové kyseliny nebo jeho derivát. Výhodněji je adenovirový polypeptid Mul, pV nebo pVII nebo jejich derivátThe at least one polypeptide is preferably an adenoviral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof. More preferably, the adenoviral polypeptide is Mul, pV or pVII, or a derivative thereof

Ve výhodném provedení obsahuje komplex dále polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace (NLS). Výhodněji je polypeptidem obsahujícím sekvenci nukleární lokalizace (NLS) adenovirový pV nebo jeho derivát.In a preferred embodiment, the complex further comprises a polypeptide comprising a nuclear localization sequence (NLS). More preferably, the polypeptide comprising the nuclear localization (NLS) sequence is an adenoviral pV or derivative thereof.

Předkládaný vynález také poskytuje způsob výroby nevirového dodávacího vektoru nukleových kyselin obsahujícího kondenzovaný komplex polypeptid/nukleová kyselina a kationtový lipid, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky*.The present invention also provides a method for producing a non-viral nucleic acid delivery vector comprising a fused polypeptide / nucleic acid complex and a cationic lipid, comprising the steps of *.

(a) zvolená sekvence nukleové kyseliny se uvede do styku s virovým sbalovacím polypeptidem nukleové kyseliny nebo jeho derivátem, kde tato polypeptidová složka nebo její derivát je schopna (i) vázat $e na zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (ii) kondenzovat zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a kde zvolená sekvence nukleové kyseliny je vzhledem k polypeptidu heterologní; a (b) takto vytvořený komplex nukleová kyselina/polypeptid se uvede do styku s kationtovým lipidem.(a) contacting the selected nucleic acid sequence with a viral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof, wherein the polypeptide component or derivative thereof is capable of (i) binding to the selected nucleic acid sequence; and (ii) condense the selected nucleic acid sequence; and wherein the selected nucleic acid sequence is heterologous to the polypeptide; and (b) contacting the nucleic acid / polypeptide complex so formed with a cationic lipid.

Předkládaný vynález dále poskytuje způsob zavádění zvolené sekvence nukleové kyseliny do eukaryotické buňky, kde tento způsob zahrnuje uvedení buňky do styku s komplexem podle vynálezu, kde tento komplex obsahuje zvolenou sekvenci nukleové kyseliny. Buňka je s výhodou neuronální, rakovinná nebo epitel iální buňka.The present invention further provides a method of introducing a selected nucleic acid sequence into a eukaryotic cell, the method comprising contacting the cell with a complex of the invention, wherein the complex comprises the selected nucleic acid sequence. Preferably, the cell is a neuronal, cancer or epithelial cell.

V alternativním provedení může být namísto nebo navíc k virovému sbalovacímu polypeptidu nukleové kyseliny použit polypeptid nukleární lokalizace/dodávání virové nukleové kyseliny. Některé virové polypeptidy ovšem kombinují obě tyto funkce.In an alternative embodiment, a viral nucleic acid localization / delivery polypeptide may be used in place of or in addition to the viral nucleic acid packaging polypeptide. However, some viral polypeptides combine both of these functions.

Podrobný popis vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ačkoli jsou obecně zde uváděné techniky dobře známé v oboru, je možno odkázat zvláště na publikaci Sambrook a další, Molecular Cloning, A Laboratory Manual (1989) a Ausubel a další, Short Protocols in Molecular Biology (1999) 4. vydání, John Wiley & Sons, lne.Although the techniques herein are well known in the art, reference is made in particular to Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (1989) and Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology (1999) 4th Edition, John Wiley & Sons, ln.

A. Polypeptidové složkyA. Polypeptide Components

1. Virové sbalovací polypeptidy nukleových kyselinViral packaging nucleic acid polypeptides

Termín „virové sbalovací polypeptidy nukleových kyselin“ typicky zahrnuje polypeptidy kódované virovými genomy, které se přirozeně vyskytují ve virových částicích, kde je jejich funkcí sbalit, zvláště kondenzovat, a doručit do jádra nukleové kyseliny za vytvoření virového genomu ve formě virionu. Jsou také zahrnuty jeho homology a deriváty jako jsou fragmenty, jak je uvedeno níže.The term "viral nucleic acid packaging polypeptides" typically includes polypeptides encoded by viral genomes that naturally occur in viral particles where their function is to fold, particularly condense, and deliver to the nucleic acid core to form a virion genome in the form of a virion. Also included are its homologues and derivatives such as fragments as set forth below.

Mezi příklady virových sbalovacích polypeptidů nukleových kyselin patří proteiny virového jádra jako je jaderný antigen hepatitidy B a adenovirové jaderné proteiny, Mul, pV a pVII a jejich ekvivalentní proteiny v jiných adenovirech, jako jsou mastadenoviry (savčí adenoviry) a aviadenoviry (ptačí adenoviry). Zvláště výhodným virovým sbalovacím polypeptidem nukleových kyselin pro použití v rámci předkládaného vynálezu je polypeptid Mul ukázaný dále jako SEQ ID No. 1.Examples of viral nucleic acid packaging polypeptides include viral core proteins such as hepatitis B nuclear antigen and adenoviral nuclear proteins, Mul, pV and pVII, and their equivalent proteins in other adenoviruses such as mastadenoviruses (mammalian adenoviruses) and aviadenoviruses (avian adenoviruses). A particularly preferred viral nucleic acid packaging polypeptide for use in the present invention is the Mul polypeptide shown below as SEQ ID NO. 1.

NH2-Met-Arg-Arg-Ala-Hís-His-Arg-Arg-Arg-Arg-Ala-Ser-His-Arg-Arg-Met-ArgGly-Gly-OH (SEQ ID No. 1).NH 2 -Met-Arg-Arg-Ala-His-His-Arg-Arg-Arg-Arg-Arg-Ala-Ser-His-Arg-Arg-Met-ArgGly-Gly-OH (SEQ ID No. 1).

-4CZ 298353 B6-4GB 298353 B6

Virový sbalovací polypeptid nukleových kyselin pro použití v předkládaném vynálezu je schopen vazby na nukleové kyseliny, typicky nespecifickým způsobem, a s výhodou způsobí kondenzaci nukleové kyseliny. Obecně je výhodné, jestliže má kondenzovaná zvolená sekvence nukleové '£ kyseliny velikost rovnou nebo menší než 200 nm, jako od 50 do 200 nm, aby bylo dosaženo J optimální účinnosti dodávání do cílové buňky. |The viral nucleic acid packaging polypeptide for use in the present invention is capable of binding to nucleic acids, typically in a non-specific manner, and preferably causes nucleic acid condensation. In general, it is preferred that the condensed selected nucleic acid sequence have a size equal to or less than 200 nm, such as from 50 to 200 nm, to achieve optimal delivery efficiency to the target cell. |

Schopnost virových polypeptidu vázat se na nukleové kyseliny může být zjištěna in vitro použi- ^1 tím technik jako je gelová elektroforéza včetně testů gelové retardace (viz části Materiály a metody a Výsledky) a elektroforetické testy pohyblivosti posunu pruhů, vylučovacích testů v prostředí ethidiumbromidu a afinitní chromatografie (například s použitím celulózy s navázanou jedno- ' řetězcovou nebo dvojřetězcovou DNA.The ability of viral polypeptides to bind to nucleic acids can be determined in vitro using techniques such as gel electrophoresis, including gel retardation assays (see Materials and Methods and Results) and electrophoretic strip mobility motions, ethidium bromide exclusion assays, and affinity. chromatography (for example, using single stranded or double stranded DNA coupled cellulose).

Schopnost virových polypeptidu kondenzovat nukleové kyseliny může být například zjištěna metodou cirkulámí dichroické (CD) spektroskopie (viz například Sáto a Hosokawa, 1984, J. Biol. Chem. 95: 1031 - 1039).For example, the ability of viral polypeptides to condense nucleic acids can be determined by circular dichroic (CD) spectroscopy (see, e.g., Sato and Hosokawa, 1984, J. Biol. Chem. 95: 1031-1039).

Virové polypeptidy nebo jejich homology nebo deriváty budou obecně obsahovat při fyziologickém pH (jako je pH 7,4) řadu kladně nabitých aminokyselinových zbytků. S výhodou je celkový čistý náboj virového polypeptidu při fyziologickém pH pozitivní. Je zvláště výhodné, jestliže poměr náboj : aminokyselina je alespoň +0,3, s výhodou alespoň +0,4, +0,5 nebo +0,6.Viral polypeptides or homologues or derivatives thereof will generally contain a number of positively charged amino acid residues at physiological pH (such as pH 7.4). Preferably, the total net charge of the viral polypeptide at physiological pH is positive. It is particularly preferred that the charge: amino acid ratio is at least +0.3, preferably at least +0.4, +0.5 or +0.6.

Je výhodné, jestliže virové polypeptidy nebo jejich homology nebo deriváty obsahují argininové zbytky spíše než lysinové zbytky nebo směs obou. Je také zvláště výhodné, jestliže virové polypeptidy nebo jejich homology nebo deriváty obsahují jeden nebo více histidinových zbytků, s výhodou dva nebo více histidinových zbytků. Navíc budou virové polypeptidy nebo jejich homology nebo deriváty typicky obsahovat řadu vysoce hydrofobních zbytků jako je alanin, například dva nebo více hydrofobních zbytků.It is preferred that the viral polypeptides, or homologues or derivatives thereof, contain arginine residues rather than lysine residues or a mixture of both. It is also particularly preferred that the viral polypeptides or homologues or derivatives thereof comprise one or more histidine residues, preferably two or more histidine residues. In addition, viral polypeptides or homologues or derivatives thereof will typically contain a number of highly hydrophobic residues such as alanine, for example two or more hydrophobic residues.

Bude zřejmé, že aminokyselinové sekvence pro použití v předkládaném vynálezu nejsou omezeny na virové sbalovací polypeptidy nukleových kyselin vyskytující se v přírodě, ale zahrnují také homologní sekvence získané z jakéhokoli zdroje, například příbuzné virové/bakteriální proteiny, buněčné homology a syntetické peptidy stejně jako jejich varianty nebo deriváty, jako jsou fragmenty,It will be appreciated that the amino acid sequences for use in the present invention are not limited to naturally occurring viral nucleic acid packaging polypeptides, but also include homologous sequences obtained from any source, for example, related viral / bacterial proteins, cell homologues and synthetic peptides as well as variants thereof. or derivatives, such as fragments,

V souvislosti předkládaného vynálezu je homologní sekvence definována tak, že zahrnuje aminokyselinovou sekvenci, která je z alespoň 60, 70, 80 nebo 90 % identická, s výhodou alespoň z 95 nebo 98% identická na úrovni aminokyselin podél alespoň 10, s výhodou alespoň 20, 30, 40 nebo 50 aminokyselin, s polypeptidem virového jádra, například sekvenci Mul ukázanou jako .... .. SÉQ ID No. 1. Homologie by měla být typicky srovnávána s ohledem na ty oblasti sekvence, které jsou známé jako nezbytné pro vazbu nukleových kyselin, spíše než s ohledem na okolní postradatelné sekvence. I když homologie může být také srovnávána z hlediska podobnosti (tj. aminokyselinové zbytky s podobnými chemickými vlastnostmi/funkcemi), v souvislosti předkládaného vynálezu je výhodné vyjadřovat homologii z hlediska identity sekvence.In the context of the present invention, a homologous sequence is defined to include an amino acid sequence that is at least 60, 70, 80 or 90% identical, preferably at least 95 or 98% identical at the amino acid level along at least 10, preferably at least 20, 30, 40 or 50 amino acids, with a viral core polypeptide, for example, the Mul sequence shown as .... SEQ ID NO. 1. Homology should typically be compared with respect to those regions of the sequence that are known to be necessary for nucleic acid binding, rather than with respect to surrounding expendable sequences. Although homology can also be compared for similarity (i.e., amino acid residues with similar chemical properties / functions), in the context of the present invention it is preferred to express homology in terms of sequence identity.

Srovnávání homologie se může provádět pouhým okem, nebo obvykleji za pomoci snadno dostupných programů pro porovnávání sekvencí. Tyto komerčně dostupné počítačové programy mohou vypočítat procento homologie mezi dvěma nebo více sekvencemi.Homology comparisons can be performed to the naked eye, or more usually using readily available sequence comparison programs. These commercially available computer programs can calculate the percent homology between two or more sequences.

Procenta homologie mohou být vypočtena podél souvislých sekvencí, tj. jedna sekvence je uspořádána vedle druhé sekvence a každá aminokyselina v jedné sekvenci je přímo porovnávána s odpovídající aminokyselinou ve druhé sekvenci, vždy po jednotlivých zbytcích. To se nazývá „nepřerušované“ (ungapped) srovnání. Taková nepřerušovaná srovnání se typicky provádějí pouze podél relativně malého počtu zbytků (například méně než 50 za sebou následujících aminokyselin).Percent homology can be calculated along contiguous sequences, ie one sequence is aligned next to the other sequence, and each amino acid in one sequence is directly compared to the corresponding amino acid in the other sequence, each by individual residues. This is called "ungapped" comparison. Such uninterrupted comparisons are typically performed only along a relatively small number of residues (e.g., less than 50 consecutive amino acids).

-5CZ 298353 B6-5GB 298353 B6

Ačkoli tato metoda je velmi jednoduchá a spolehlivá, nebere v úvahu, že například v jinak identickém páru sekvencí způsobí jedna inzerce nebo delece nesprávné porovnání následujících aminokyselinových zbytků, což potenciálně vede ke značnému snížení procenta homologie, pokud se provádí celkové srovnání. Většina metod pro porovnávání sekvencí je tedy navržena tak, aby poskytly optimální srovnání, která berou v úvahu možné inzerce a delece, aniž by došlo k neoprávněné penalizaci celkového hodnocení homologie. To se dosáhne vložením „mezer“ (gaps) při porovnávání sekvencí atestováním s cílem dosáhnout maximální lokální homologie.Although this method is very simple and reliable, it does not take into account that, for example, in an otherwise identical sequence pair, one insertion or deletion will result in a misalignment of the following amino acid residues, potentially resulting in a significant decrease in percent homology when overall alignment is performed. Thus, most sequence comparison methods are designed to provide optimal alignments that take into account possible insertions and deletions without unduly penalizing the overall homology rating. This is accomplished by inserting gaps in sequence comparison by attesting to achieve maximum local homology.

Tyto komplexnější metody však každé mezeře, která se při srovnání vyskytne, přiřazují určité „trestné body“ (gap penalties), takže při stejném počtu identických aminokyselin se dosáhne lepšího hodnocení u porovnání sekvencí s co nej nižším počtem mezer - což odráží vyšší příbuznost mezi dvěma porovnávanými sekvencemi - než u sekvencí obsahujících velký počet mezer. Typicky se používají „ohodnocení sdružené mezery“ (afftne gap costs), které přiřazují relativně velké ohodnocení existenci mezery a menší trestné body za každý následující zbytek v mezeře. Toto je nejběžněji používaný systém hodnocení mezer. Vysoké trestné body za mezery samozřejmě poskytnou optimalizovaná srovnání s menším počtem mezer. Většina porovnávacích programů umožňuje modifikaci trestných bodů za mezery. Jestliže se však takový software používá pro porovnávání sekvencí, je výhodné používat přednastavené hodnoty. Například jestliže se používá program GCG Wisconsin Bestfit package (viz níže) přednastavené trestné body za mezeru pro aminokyselinové sekvence jsou -12 pro mezeru a -4 pro každé prodloužení.However, these more complex methods assign certain gap penalties to each gap that occurs in the comparison, so that for the same number of identical amino acids, a better ranking is achieved when comparing sequences with as few gaps as possible - reflecting a higher relationship between the two compared sequences - than sequences containing a large number of gaps. Typically, 'afftne gap costs' are used to attribute a relatively large rating to the existence of a gap and smaller penalty points for each subsequent gap gap. This is the most commonly used gap rating system. Of course, high gap penalty points will provide optimized comparisons with fewer gaps. Most comparison programs allow for modification of gap penalty points. However, when such software is used for sequence comparison, it is preferable to use default values. For example, if the GCG Wisconsin Bestfit package program (see below) is used, the default gap penalty points for amino acid sequences are -12 for the gap and -4 for each extension.

Výpočet maximálního procenta homologie proto nejprve vyžaduje vytvoření optimální porovnání, přičemž se berou v úvahu trestné body za mezery. Vhodný počítačový program pro provádění takového porovnání je program GCG Wisconsin Bestfit package (University of Wisconsin, USA; Devereux a další, 1984, Nucleic Acids Research 12: 387). Příklady dalších programů, které se mohou použít pro porovnávání sekvencí, zahrnují bez omezení program BLAST package (viz Ausubel a další, 1999 tamtéž - kapitola 18), FASTA (Atschul a další, 1990, J. Mol. Biol., 403 410) a soubor porovnávacích nástrojů GENEWORKS. Jak program BLAST, tak i FASTA jsou dostupné pro offline a online prohledávání (viz Ausubel a další, 1999 tamtéž, str. 7 - 58 až 7 - 60). Je však výhodné používat program GCG Bestfit.Therefore, calculating the maximum percentage of homology first requires the creation of an optimal comparison, taking into account the gap penalty points. A suitable computer program for making such a comparison is the GCG Wisconsin Bestfit package program (University of Wisconsin, USA; Devereux et al., 1984, Nucleic Acids Research 12: 387). Examples of other programs that can be used for sequence comparison include, but are not limited to, the BLAST package program (see Ausubel et al., 1999 ibid. - Chapter 18), FASTA (Atschul et al., 1990, J. Mol. Biol., 403 410) and a set of GENEWORKS benchmarking tools. Both BLAST and FASTA are available for offline and online scanning (see Ausubel et al., 1999 ibid., Pp. 7 - 58 to 7 - 60). However, it is advantageous to use the GCG Bestfit program.

I když je možno konečné procento homologie měřit z hlediska identity, proces porovnávání samotný není typicky založen na porovnání párů typu všechno nebo nic. Místo toho se obecně používá určitá matrice hodnocení podobnosti, která přiřazuje hodnocení každému porovnání párů na základě chemické podobnosti nebo evoluční vzdálenosti. Příkladem takové běžně používané matrice je matrice BLOSUM62 - což je přednastavená matrice pro skupinu programů BLAST. Programy GCG Wisconsin obecně používají buď obecně známých přednastavených hodnot, nebo individuální tabulky porovnání symbolů, jestliže je dodána (pro další podrobnosti viz uživatelský manuál). Je výhodné používat pro skupinu programů GCG obecně známé přednastavené hodnoty, nebo v případě jiného softwaru přednastavené matrice, jako je BLOSUM62.Although the final percentage of homology can be measured in terms of identity, the comparison process itself is not typically based on comparing all or nothing pairs. Instead, a certain similarity matrix is generally used, which assigns an assessment to each pair comparison based on chemical similarity or evolutionary distance. An example of such a commonly used matrix is the BLOSUM62 matrix - a preset matrix for the BLAST program family. GCG Wisconsin programs generally use either generally known default values or individual symbol comparison tables, if supplied (see user manual for more details). It is advantageous to use generally known preset values for the GCG program family or, in the case of other software, a preset matrix such as BLOSUM62.

Jakmile vytvořil program optimální uspořádání je možno vypočíst procento homologie, s výhodou procento identity sekvence. Program to typicky provede jako součást porovnání sekvencí a poskytne číselný výsledek.Once the optimum alignment program has been established, the percent homology, preferably percent sequence identity, can be calculated. The program typically does this as part of a sequence comparison and provides a numerical result.

Termín „derivát“ týkající se aminokyselinových sekvencí používaných v předkládaném vynálezu zahrnuje jakoukoli substituci, variaci, modifikaci, náhradu, deleci nebo adici jedné (nebo více) aminokyseliny z nebo do sekvence za poskytnutí výsledné aminokyselinové sekvence se schopností vázat se na nukleovou kyselinu a s kondenzační aktivitou, s výhodou alespoň se stejnou aktivitou jako nemodifikované polypeptidy.The term "derivative" relating to amino acid sequences used in the present invention includes any substitution, variation, modification, substitution, deletion or addition of one (or more) amino acid from or to a sequence to provide the resulting amino acid sequence with nucleic acid binding ability and condensation activity , preferably with at least the same activity as the unmodified polypeptides.

Virové polypeptidy mohou být modifikovány pro použití v rámci předkládaného vynálezu. Typicky se provádějí modifikace, které zachovávají vazbu nukleových kyselin a kondenzační vlastnosti sekvence. Substituce aminokyselin mohou být tvořeny například 1, 2 nebo 3 až 10, 20 nebo 30 substitucemi za předpokladu, že si modifikovaná sekvence zachová schopnost vazbyViral polypeptides may be modified for use in the present invention. Typically, modifications are made that retain nucleic acid binding and condensation properties of the sequence. For example, amino acid substitutions may consist of 1, 2 or 3 to 10, 20 or 30 substitutions, provided that the modified sequence retains the ability to bind

-6CZ 298353 B6 nukleové kyseliny a kondenzační vlastnosti. Substituce aminokyselin mohou zahrnovat použití analogů, které se nevyskytují v přírodě, například pro zvýšení poločasu v krevní plazmě terapeuticky podávaného polypeptidu.-6E 298353 B6 nucleic acids and condensation properties. Amino acid substitutions may include the use of non-natural analogs, for example, to increase the plasma half-life of a therapeutically administered polypeptide.

Zvláště může být žádoucí vytvořit substituce aminokyselin pro zvýšení celkového pozitivního náboje při fyziologickém pH u virového sbalovacího polypeptidu vyskytujícího se v přírodě. Pozitivně nabité aminokyseliny zahrnují arginin, lysin a histidin. Arginin má nej vyšší kladný náboj z aminokyselin vyskytujících se v přírodě, a je proto zvláště výhodný.In particular, it may be desirable to create amino acid substitutions to increase the overall positive charge at physiological pH of the viral packaging polypeptide occurring in nature. Positively charged amino acids include arginine, lysine and histidine. Arginine has the highest positive charge of the naturally occurring amino acids and is therefore particularly preferred.

Alifatická aminokyselina Aliphatic amino acid Nepolární Nonpolar GAP GAP ILV ILV Polární - nenabitá Polar - uncharged CSTM CSTM NQ NQ Polární - nabitá Polar - charged DE DE KR KR Aromatická aminokyselina Aromatic amino acid HFWY HFWY

Konzervativní substituce mohou být vytvořeny například na základě výše uvedené tabulky. Aminokyseliny ve stejné oblasti ve druhém sloupci a s výhodou ve stejné řádce ve třetím sloupci mohou být vzájemně nahrazeny.Conservative substitutions may be made, for example, based on the above table. Amino acids in the same region in the second column and preferably in the same row in the third column may be replaced.

Polypeptidy pro použití v rámci vynálezu mohou být vyráběny rekombinantními způsoby, například jak se popisuje dále. Mohou být však také vyráběny synteticky použitím technologií dobře známých odborníkům v oboru, jako je syntéza na pevné fázi. Polypeptidy pro použití v rámci vynálezu mohou být také produkovány jako fúzní proteiny, například pro usnadnění extrakce a čištění. Příklady partnerských částí fúzního proteinu zahrnují glutathion-S-transferázu (GST), 6 x His, GAL4 (domény vázající DNA a/nebo aktivující transkripci) a β-galaktosidázu. Může být také vhodné přidat mezi partnerskou část fúzního proteinu a zvolenou proteinovou sekvenci štěpící místo proteolytických enzymů, aby bylo umožněno odstranění sekvencí fúzního proteinu. Partnerská část fúzního proteinu s výhodou nebude omezovat biologickou aktivitu sekvence zvoleného proteinu.Polypeptides for use in the invention may be produced by recombinant methods, for example as described below. However, they can also be produced synthetically using technologies well known to those skilled in the art, such as solid phase synthesis. Polypeptides for use in the invention may also be produced as fusion proteins, for example, to facilitate extraction and purification. Examples of fusion protein partner portions include glutathione-S-transferase (GST), 6 x His, GAL4 (DNA binding and / or transcriptional activation domains), and β-galactosidase. It may also be desirable to add a proteolytic enzyme cleavage site between the fusion protein partner portion and the selected protein sequence to allow removal of the fusion protein sequences. Preferably, the fusion protein partner portion will not limit the biological activity of the selected protein sequence.

Polypeptidy pro použití v rámci předkládaného vynálezu mohou být ve v podstatě izolované formě. Bude zřejmé, že polypeptidy mohou být smíseny s nosiči nebo ředivy, které nebudou interferovat se zamýšleným účelem použití polypeptidu, a stále budou pokládány za v podstatě izolované. Polypeptidy mohou být také ve v podstatě vyčištěné formě, přičemž v tomto případě obecně tvoří polypeptidy pro použití v rámci vynálezu více než 90 %, například 95 %, 98 % nebo 99 % z proteinů v preparátu.The polypeptides for use in the present invention may be in substantially isolated form. It will be appreciated that the polypeptides may be mixed with carriers or diluents that will not interfere with the intended use of the polypeptide and will still be considered substantially isolated. The polypeptides may also be in substantially purified form, in which case, in general, the polypeptides for use in the invention comprise more than 90%, for example 95%, 98% or 99% of the proteins in the preparation.

2. Polypeptidy obsahující sekvence nukleární lokalizace2. Polypeptides comprising nuclear localization sequences

Ve výhodném provedení obsahuje dodávací vektor/komplex podle vynálezu navíc polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace (nuclear localisation sequence, NLS). Sekvence nukleární lokalizace jsou obecně v oboru dobře známé (viz například Dingwall a Laskey, 1991, Trends. Biochem. Sci. 16: 478- 481). Zvláště je však výhodné používat sekvence nukleární lokalizace adenovirového jaderného proteinu pV. Sekvence nukleární lokalizace proteinu pV má sekvenciIn a preferred embodiment, the delivery vector / complex of the invention additionally comprises a polypeptide comprising a nuclear localization sequence (NLS). Nuclear localization sequences are well known in the art (see, for example, Dingwall and Laskey, 1991, Trends. Biochem. Sci. 16: 478-481). However, it is particularly advantageous to use the nuclear localization sequences of the adenoviral pV protein. The nuclear localization sequence of the pV protein has the sequence

RPRRRATTRRRTTTGTRRRRRRR (SEQ ID No. 2), která odpovídá aminokyselinám 315-337 (D. Matthews). Další sekvence nukleární lokalizace je přítomná na N-konci (KPRKLKRVKKKKK - SEQ ID No. 3), ačkoli je výhodná C-koncová sekvence nukleární lokalizace.RPRRRATTRRRTTTGTRRRRRRR (SEQ ID No. 2), which corresponds to amino acids 315-337 (D. Matthews). Another nuclear localization sequence is present at the N-terminus (KPRKLKRVKKKKK - SEQ ID No. 3), although the C-terminal nuclear localization sequence is preferred.

Sekvence nukleární lokalizace může být přítomna na odlišné molekule polypeptidu než sbalovací polypeptid nebo jako součást stejného polypeptidového řetězce, například ve formě fúzního proteinu.The nuclear localization sequence may be present on a different polypeptide molecule than the packaging polypeptide or as part of the same polypeptide chain, for example, in the form of a fusion protein.

B. Zvolené sekvence nukleové kyselinyB. Selected nucleic acid sequences

Zvolené sekvence nukleové kyseliny (nucleic acid sequences of interest, NOI) mají být do buněk dodávány použitím dodávacího vektoru nebo komplexu podle vynálezu a mohou být tvořeny DNA nebo RNA. Mohou být jednořetězcové nebo dvoj řetězcové. Mohou být také polynukleotidy, které obsahují syntetické nebo modifikované nukleotidy. V oboru je známá celá řada různých typů modifikací oligonukleotidů. Patří sem methylfosfonátové a fosforothioátové kostry, přidání akridinových nebo polylysinových řetězců na 3' a/nebo 5' konce molekuly. Pro účely předkládaného vynálezu je zřejmé, že zde popisované polynukleotidy mohou být modifikovány jakýmkoli v oboru dostupným způsobem. Tyto modifikace mohou být prováděny pro zvýšení aktivity in vivo nebo poločasu in vivo zvolených sekvencí nukleových kyselin.The selected nucleic acid sequences of interest (NOI) are to be delivered to the cells using the delivery vector or complex of the invention and may be DNA or RNA. They may be single-stranded or double-stranded. They may also be polynucleotides that comprise synthetic or modified nucleotides. A number of different types of oligonucleotide modifications are known in the art. These include methylphosphonate and phosphorothioate backbones, adding acridine or polylysine chains to the 3 'and / or 5' ends of the molecule. For the purposes of the present invention, it will be understood that the polynucleotides described herein may be modified by any method available in the art. These modifications can be made to increase the in vivo activity or in vivo half-life of the selected nucleic acid sequences.

Zvolená sekvence nukleové kyseliny obsahuje typicky heterologní gen. Termín „heterologní gen“ zahrnuje jakýkoli gen. Heterologní gen může být jakákoli alelická varianta genu standardního typu nebo může jít o mutantní gen. Termín „gen“ má zahrnovat sekvence nukleové kyseliny, které jsou schopny alespoň transkripce. V této definici jsou tedy zahrnuty sekvence kódující mRNA, tRNA a rRNA, stejně jako pozitivní (antisense) konstrukty. Nukleovými kyselinami může být například ribonukleová kyselina (RNA) nebo deoxyribonukleová kyselina (DNA) nebo jejich analogy. Sekvence kódující mRNA budou případně obsahovat některé nebo všechny 5' a/nebo 3' přepisované ale nepřekládané obklopující sekvence, které jsou přirozeně nebo jinak asociované s překládanou kódující sekvencí. Mohou popřípadě dále obsahovat asociované sekvence řídicí transkripci, které normálně souvisí s přepisovanými sekvencemi, například signály ukončení transkripce, polyadenylační místa a zesilující prvky ve směru transkripce.The selected nucleic acid sequence typically comprises a heterologous gene. The term "heterologous gene" includes any gene. The heterologous gene may be any allelic variant of the wild-type gene or may be a mutant gene. The term "gene" is intended to include nucleic acid sequences which are capable of at least transcription. Thus, sequences coding for mRNA, tRNA, and rRNA, as well as positive (antisense) constructs, are included in this definition. The nucleic acids may be, for example, ribonucleic acid (RNA) or deoxyribonucleic acid (DNA) or analogs thereof. The mRNA coding sequences will optionally contain some or all of the 5 'and / or 3' transcribed but non-translated flanking sequences that are naturally or otherwise associated with the translated coding sequence. They may optionally further comprise associated transcriptional control sequences that are normally associated with transcribed sequences, such as transcription termination signals, polyadenylation sites, and enhancers in the transcription direction.

Přepisovaná sekvence heterologního genu je s výhodou operativně navázána na řídicí sekvenci umožňující expresi heterologního genu v savčích buňkách, s výhodou neuronálních buňkách, jako jsou buňky centrálního a periferního nervového systému, rakovinné buňky nebo epiteliální buňky. Termín „operativně navázaný) označuje stav, kdy jsou popisované složky v takovém vzájemném vztahu, který umožňuje jejich fungování zamýšleným způsobem. Řídicí sekvence „operativně navázaná“ na kódující sekvenci je navázaná takovým způsobem, že exprese kódující sekvence se dosahuje za podmínek kompatibilních s řídicí sekvencí.Preferably, the transcribed heterologous gene sequence is operably linked to a control sequence allowing expression of the heterologous gene in mammalian cells, preferably neuronal cells, such as cells of the central and peripheral nervous system, cancer cells, or epithelial cells. The term " operably linked " refers to a state in which the components described are in a relationship that allows them to function as intended. The control sequence "operably linked" to the coding sequence is linked in such a way that expression of the coding sequence is achieved under conditions compatible with the control sequence.

Řídicí sekvence obsahuje promotor umožňující expresi heterologního genu a signál ukončení transkripce. Promotor je zvolen z promotorů funkčních v savčích, s výhodou lidských buňkách. Promotor může být odvozen z promotorových sekvencí eukaryotických genů. Může jít například o promotor odvozený z genomu buňky, ve které má probíhat exprese heterologního genu, s výhodou buňky savčího centrálního nebo periferního nervového systému. Co se týče eukaryotických promotorů, může jít o promotory fungující všeobecným způsobem (jako jsou promotory β-aktinu, tubulinu) nebo alternativně tkáňově specifickým způsobem (jako jsou promotory genů pro pyruvátkinázu). Může jít také o promotory, které odpovídají na specifické stimuly, například promotory, které se vážou na receptory steroidních hormonů. Mohou být také použity virové promotory, například promotor (MMLV LTR, Moloney murine leukaemia virus long terminál repeat) nebo promotoiy genů herpetického viru.The control sequence comprises a promoter allowing expression of the heterologous gene and a transcription termination signal. The promoter is selected from promoters functional in mammalian, preferably human, cells. The promoter may be derived from promoter sequences of eukaryotic genes. For example, it may be a promoter derived from the genome of a cell in which the heterologous gene is to be expressed, preferably a mammalian central or peripheral nervous system cell. For eukaryotic promoters, they may be promoters operating in a general manner (such as β-actin, tubulin promoters) or alternatively in a tissue-specific manner (such as pyruvate kinase gene promoters). They may also be promoters that respond to specific stimuli, for example promoters that bind to steroid hormone receptors. Viral promoters, such as the promoter (MMLV LTR, Moloney murine leukaemia virus long terminal repeat) or herpes virus gene promoters, may also be used.

Může být také výhodné, jestliže jsou promotory indukovatelné, takže v průběhu doby života v buňkách je možno řídit míru exprese heterologního genu. Indukovatelný znamená, zeje možno řídit hladiny exprese probíhající s použitím promotoru.It may also be advantageous if the promoters are inducible so that the expression level of the heterologous gene can be controlled over the life of the cells. Inducible means that expression levels occurring using the promoter can be controlled.

-8CZ 298353 B6-8EN 298353 B6

Jakýkoli z těchto promotorů může být navíc modifikován přidáním dalších řídicích sekvencí, například zesilujících sekvencí. Mohou být také použity chimémí promotory obsahující sekvenční prvky ze dvou nebo více různých výše popisovaných promotorů. Může být také žádoucí použití LCR (locus control regions).In addition, any of these promoters may be modified by the addition of additional control sequences, such as enhancer sequences. Chimeric promoters comprising sequence elements from two or more different promoters described above may also be used. The use of LCR (locus control regions) may also be desirable.

Heterologní gen bude typicky kódovat polypeptid s terapeutickým použitím. Podle předkládaného vynálezu zahrnují vhodné zvolené sekvence nukleových kyselin takové sekvence, které mají terapeutické a/nebo diagnostické použití, jako jsou bez omezení: sekvence kódující cytokiny, chemokiny, hormony, protilátky, molekuly podobné imunoglobulinům získané genetickým inženýrstvím, jednořetězcové protilátky fúzní proteiny, enzymy, pomocné imunitní stimulační molekuly, imunomodulační molekuly, pozitivní (antisense) RNA, transdomínantní negativní mutanta cílového proteinu, toxin, podmínečný toxin, antigen, protein potlačující tumory a růstové faktory, membránové proteiny, proteiny a peptidy působící na cévy, protivírové proteiny a ribozymy a jejich deriváty (například s asociovanou reportérovou skupinou).The heterologous gene will typically encode a polypeptide for therapeutic use. According to the present invention, suitable selected nucleic acid sequences include those having therapeutic and / or diagnostic uses, including but not limited to: sequences encoding cytokines, chemokines, hormones, antibodies, genetically engineered immunoglobulin-like molecules, single-chain antibodies fusion proteins, enzymes, helper immune stimulating molecules, immunomodulatory molecules, antisense RNA, transdominant negative mutant of the target protein, toxin, conditional toxin, antigen, tumor suppressor and growth factor protein, membrane proteins, vascular-acting proteins and peptides, antiviral proteins and ribozymes and their derivatives (e.g., an associated reporter group).

Mezi příklady polypeptidu s terapeutickým použitím patří neurotrofní faktory jako je nervový růstový faktor (NGF), ciliámí neurotrofní faktor (CNTF), mozkový neurotrofní faktor (BNTF) a neurotrofiny (jako je NT-3, NT-4/5), které mají potenciál jako terapeutické látky pro léčení neurologických onemocnění jako je Parkinsonova choroba.Examples of polypeptides for therapeutic use include neurotrophic factors such as nerve growth factor (NGF), ciliary neurotrophic factor (CNTF), brain neurotrophic factor (BNTF), and neurotrophins (such as NT-3, NT-4/5) that have the potential as therapeutic agents for the treatment of neurological diseases such as Parkinson's disease.

Vhodné zvolené sekvence nukleových kyselin pro použití v rámci předkládaného vynálezu při léčení nebo prevenci rakoviny zahrnují zvolené sekvence nukleových kyselin kódující proteiny, které: ničí cílovou buňku (například ribozomální toxin), působí jako: látky potlačující tumory (jako je protein p53 standardního typu); aktivátory antitumorových imunitních mechanizmů (jako jsou cytokiny, pomocné stimulační molekuly a imunoglobuliny); inhibitory angiogeneze; nebo které poskytují zvýšenou citlivost na léčiva (jako jsou enzymy aktivující prekurzory); nepřímo stimulují destrukci cílové buňky přirozenými efektorovými buňkami (například silný antigen pro stimulaci imunitního systému nebo konverzi prekurzorové látky na toxickou látku, která zničí cílovou buňku (například enzym aktivující prekurzor). Kódované proteiny by mohly také ničit buňky přilehlé k tumorovým buňkám (například sekrenovaný fúzní protein antitumorová protilátka - ribozomální toxin), nepřímo stimulovat destrukci přilehlých tumorových buněk (například cytokiny pro stimulaci imunitního systému nebo proteiny podporující koagulaci, které způsobí lokální uzavření cév) nebo převádět prekurzorovou látku na toxickou látku, která ničí přilehlé tumorové buňky (například enzym, který aktivuje prekurzor na léčivo schopné difúze). Zvolené sekvence nukleových kyselin mohou být takové sekvence, které kódují pozitivní (antisense) transkripty nebo ribozymy, které interferují s expresí buněčných nebo patogenních genů, například s expresí buněčných genů pro perzistenci tumoru (například proti odlišným transkriptům myc u Burkittsova lymfomu nebo proti transkriptům bcr-abl u chronické myeloidní leukemie. Je také zahrnuto použití kombinací těchto zvolených sekvencí nukleových kyselin.Suitable selected nucleic acid sequences for use in the treatment or prevention of cancer include selected nucleic acid sequences encoding proteins that: destroy a target cell (e.g., a ribosomal toxin), act as: tumor suppressants (such as wild-type p53 protein); activators of anti-tumor immune mechanisms (such as cytokines, helper stimulatory molecules, and immunoglobulins); angiogenesis inhibitors; or that provide increased sensitivity to drugs (such as precursor activating enzymes); indirectly stimulate target cell destruction by natural effector cells (for example, a potent antigen to stimulate the immune system or convert a precursor substance to a toxic substance that destroys the target cell (for example, a precursor activating enzyme). Coded proteins could also destroy cells adjacent to tumor cells (for example protein antitumor antibody - ribosomal toxin), indirectly stimulate destruction of adjacent tumor cells (for example, cytokines to stimulate the immune system or proteins that promote coagulation that cause local closure of blood vessels) or convert a precursor substance to a toxic substance that destroys adjacent tumor cells (for example selected nucleic acid sequences may be those that encode positive (antisense) transcripts or ribozymes that interfere with cell expression For example, they may be associated with transient or pathogenic genes, for example, expressing cellular tumor persistence genes (e.g., against different myc transcripts in Burkitts lymphoma or against bcr-abl transcripts in chronic myeloid leukemia. The use of combinations of these selected nucleic acid sequences is also contemplated.

Namísto toho nebo stejně jako v případě selektivní exprese v cílových tkáních mohou zvolené sekvence nukleových kyselin kódovat enzym nebo enzymy aktivující prekurzor, které nemají žádný významný účinek nebo žádný nepříznivý účinek, dokud je jedinec léčen jedním nebo více prekurzory, na které enzym nebo enzymy působí. V přítomnosti aktivní zvolené sekvence nukleové kyseliny vede léčení jedince vhodným prekurzorem k zesílenému omezení růstu tumorů nebo přežití.Instead, or as in the case of selective expression in target tissues, the selected nucleic acid sequences may encode a precursor activating enzyme or enzymes that have no significant effect or no adverse effect as long as the individual is treated with one or more precursors on which the enzyme or enzymes act. In the presence of an active nucleic acid sequence of choice, treatment of an individual with a suitable precursor results in an enhanced reduction in tumor growth or survival.

Enzym aktivující prekurzor může být dodán do místa tumoru pro léčení rakoviny. V každém případě se vhodný prekurzor používá při léčení pacienta v kombinaci s vhodným enzymem aktivujícím prekurzor. Vhodný prekurzor se podává spolu s vektorem. Příklady prekurzorů zahrnují: etoposidfosfát (s alkalickou fosfatázou); 5-fluorcytosin (s cytosindeaminázou); doxorubicin-N-phydroxy-fenoxyacetamid (s penicilin-V-amidázou); para-N-bis(2-chlorethyl)-aminobenzoylglutamát (s karboxypeptidázou G2); karbamáty cefalosporinu s dusíkatým yperitem (s βThe precursor activating enzyme may be delivered to a tumor site for the treatment of cancer. In any case, a suitable precursor is used in the treatment of a patient in combination with a suitable precursor activating enzyme. A suitable precursor is administered with the vector. Examples of precursors include: etoposide phosphate (with alkaline phosphatase); 5-fluorocytosine (with cytosine deaminase); doxorubicin-N-phydroxy-phenoxyacetamide (with penicillin-V-amidase); para-N-bis (2-chloroethyl) aminobenzoyl glutamate (with carboxypeptidase G2); carbamates of cephalosporin with nitrogen mustard (with β

-9CZ 298353 B6 laktamázou); SR4233 (s P450 reduktázou); ganciklovir (s HSV thymidinkinázou); prekurzory dusíkatého yperitu s nitroreduktázou a cyklofosfamidem (s P450).-9EN 298353 B6 lactamase); SR4233 (with P450 reductase); ganciclovir (with HSV thymidine kinase); nitrogen mustard precursors with nitroreductase and cyclophosphamide (with P450).

Příklady vhodných enzymů aktivujících prekurzory pro použití v rámci vynálezu zahrnují thymidinfosforylázu, která aktivuje prekurzory 5-fluoruracilu kapcetabin a furtulon; thymidinkinázu z viru herpes simplex, která aktivuje ganciklovir; a cytochrom P450, který aktivuje prekurzor jako je cyklofosfamid na látku poškozující DNA; a cytosindeamináza, která aktivuje 5-fluorcytosin. S výhodou se používá enzym lidského původu,Examples of suitable prodrug-activating enzymes for use in the invention include thymidine phosphorylase that activates the 5-fluorouracil precursors capetetabine and furtulon; herpes simplex virus thymidine kinase that activates ganciclovir; and cytochrome P450, which activates a precursor such as cyclophosphamide to a DNA damaging agent; and a cytosine deaminase that activates 5-fluorocytosine. Preferably, an enzyme of human origin is used,

Zvolené sekvence nukleových kyselin mohou také kódovat antigenní polypeptidy pro použití jako vakcíny. Tyto antigenní polypeptidy jsou s výhodou odvozeny z patogenního organizmu, například bakterií nebo virů. Mezi příklady takových antigenních polypeptidů patří antigeny viru hepatitidy C, povrchové nebo jaderné antigeny viru hepatitidy B, antigeny HIV, toxin černého kašle, choleový toxin nebo záškrtový toxin.The nucleic acid sequences of choice may also encode antigenic polypeptides for use as vaccines. These antigenic polypeptides are preferably derived from a pathogenic organism, for example, bacteria or viruses. Examples of such antigenic polypeptides include hepatitis C virus antigens, hepatitis B virus surface or nuclear antigens, HIV antigens, pertussis toxin, chole toxin, or diphtheria toxin.

Zvolené sekvence nukleových kyselin mohou také obsahovat markerové geny (například kódující β-galaktosidázu nebo protein zelené fluorescence) nebo geny, jejichž produkty řídí expresi jiných genů (například faktory řídící transkripci).The nucleic acid sequences of choice may also contain marker genes (e.g., encoding β-galactosidase or a green fluorescent protein) or genes whose products direct the expression of other genes (e.g., transcription control factors).

Jestliže je onemocnění způsobeno defektriím genem, mohou být podávány zvolené sekvence nukleových kyselin, které kódují plně funkční alelu tohoto genu, jako je tomu v případě cystické fibrózy. Dosud byl identifikován molekulární základ pro celou řadu genetických poruch a byly klonovány funkční sekvence standardního typu. Může být vhodné do terapeutického genu zahrnout obklopující sekvence zvolené sekvence nukleové kyseliny, které jsou homologní odpovídajícím obklopujícím sekvencím v genomu, aby byla umožněna náhrada defektního genu homologní rekombinací.If the disease is caused by gene defects, selected nucleic acid sequences that encode the fully functional allele of the gene may be administered, as is the case with cystic fibrosis. So far, the molecular basis for a variety of genetic disorders has been identified, and wild-type functional sequences have been cloned. It may be desirable to include flanking sequences of a selected nucleic acid sequence that are homologous to the corresponding flanking sequences in the genome to allow replacement of the defective gene by homologous recombination.

Genová terapie a jiná terapeutická použití mohou také vyžadovat podávání většího počtu genů. Exprese většího počtu genů může být výhodná pro léčení řady stavů. Protože není žádné omezení velikosti zvolené sekvence nukleové kyseliny, která může být vložena do dodávacího vektoru nebo komplexu podle vynálezu, mělo by být možné směrovat do buněk současně větší počet genů.Gene therapy and other therapeutic uses may also require the administration of multiple genes. Multiple gene expression may be beneficial for the treatment of a variety of conditions. Since there is no restriction on the size of the selected nucleic acid sequence that can be inserted into the delivery vector or complex of the invention, it should be possible to direct multiple genes to the cells simultaneously.

C. Kationtové lipidyC. Cationic lipids

V oboru je známá celá řada kationtových lipidů, viz například WO 95/02698, jejíž obsah se tímto zařazuje odkazem, z nichž některé jsou reprodukovány dále. Příklady struktur kationtových lipidů použitelných v rámci vynálezu jsou uvedeny v tabulce 1 WO 95/02698. Obecně může být ve vakcínách a při způsobech podle předkládaného vynálezu použit jakýkoli kationtový lipid, buď monovalentní nebo polyvalentní. Obecně jsou výhodné polyvalentní kationtové lipidy. Mezi kationtové lipidy patří nasycené a nenasycené alkylové a alicyklické ethery a estery aminů, amidů nebo jejich deriváty. Alkylové a alkenové skupiny kationtových lipidů s přímým nebo rozvětveným řetězcem mohou obsahovat od 1 do přibližně 25 atomů uhlíku. Výhodné alkylové a alkenové skupiny s přímým nebo rozvětveným řetězcem obsahují 6 nebo více atomů uhlíku. Alicyklické skupiny mohou obsahovat od přibližně 6 do 30 atomů uhlíku. Mezi výhodné alicyklické skupiny patří cholesterol a jiné steroidní skupiny. Kationtové lipidy mohou být připraveny s řadou protiiontů (aniontů) jako je mj. chlorid, bromid, jodid, fluorid, acetát, trifluoracetát, sulfát, nitrit a nitrát.A variety of cationic lipids are known in the art, see for example WO 95/02698, the contents of which are hereby incorporated by reference, some of which are reproduced below. Examples of cationic lipid structures useful in the present invention are shown in Table 1 of WO 95/02698. In general, any cationic lipid, either monovalent or polyvalent, may be used in the vaccines and methods of the present invention. In general, polyvalent cationic lipids are preferred. Cationic lipids include saturated and unsaturated alkyl and alicyclic ethers and esters of amines, amides or derivatives thereof. The straight and branched chain alkyl and alkene groups of the cationic lipids may contain from 1 to about 25 carbon atoms. Preferred straight or branched chain alkyl and alkene groups contain 6 or more carbon atoms. Alicyclic groups may contain from about 6 to 30 carbon atoms. Preferred alicyclic groups include cholesterol and other steroid groups. Cationic lipids can be prepared with a variety of counterions (anions) such as, but not limited to, chloride, bromide, iodide, fluoride, acetate, trifluoroacetate, sulfate, nitrite, and nitrate.

Dobře známý kationtový lipid je N-[l-(2,3-dioleyloxy)propyl]-N,N.N-trimethylamoniumchlorid (DOTMA).A well known cationic lipid is N- [1- (2,3-dioleyloxy) propyl] -N, N, N-trimethylammonium chloride (DOTMA).

DOTMA a analogický diester DOTAP (l,2-bis(oleoyloxy)-3-(trimethylamonium)propan), jsou komerčně dostupné. Další kationtové lipidy strukturně příbuzné s DOTMA se popisují v patentu US 4 897 355, který se tímto zařazuje odkazem.DOTMA and the analogous diester DOTAP (1,2-bis (oleoyloxy) -3- (trimethylammonium) propane) are commercially available. Other cationic lipids structurally related to DOTMA are described in U.S. Patent 4,897,355, which is hereby incorporated by reference.

-10CZ 298353 B6-10GB 298353 B6

Další použitelná skupina kationtových lipidů příbuzných s DOTMA a DOTAP zahrnuje látky běžně nazývané DORI-ethery a/nebo DORI-estery. Lipidy DORI se liší od DOTMA a DOTAP tím, že je nahrazena pouze jedna z methylových skupin trimethylamoniové skupiny hydroxyethylovou skupinou. Oleoylové skupiny lipidů DORI mohou být nahrazeny jinými alkylovými nebo alkenovými skupinami, jako jsou skupiny palmitoyl nebo stearoyl. Hydroxylová skupina lipidů typu DORI může být použita jako místo pro další funkcionalizaci, například pro esterifikaci na aminy, jako je karboxyspermin.Another useful class of cationic lipids related to DOTMA and DOTAP include substances commonly called DORI ethers and / or DORI esters. DORI lipids differ from DOTMA and DOTAP in that only one of the methyl groups of the trimethylammonium group is replaced by a hydroxyethyl group. The oloyl groups of the DORI lipids may be replaced by other alkyl or alkene groups such as palmitoyl or stearoyl groups. The hydroxyl group of the DORI-type lipids can be used as a site for further functionalization, for example, for esterification to amines such as carboxyspermine.

Další kationtové lipidy, které mohou být použity v dodávacích vektorech nebo komplexech podle tohoto vynálezu zahrnují sloučeniny popsané ve WO 91/15501 jako látky použitelné pro transfekci buněk.Other cationic lipids that can be used in delivery vectors or complexes of the invention include the compounds described in WO 91/15501 as useful for transfecting cells.

V rámci předkládaného vynálezu mohou být také použity kationtové sterolové deriváty jako je 3p-[N-(N',Nř-dimethylaminoethan)karbamoyl]cholesterol (DC-Chol), ve kterých je cholesterol navázán na trialkylamoniovou skupinu. DC-Chol má poskytovat u některých buněčných linií účinnější transfekci při nižší toxicitě než liposomy s obsahem DOTMA. Mohou být také použity polyaminové varianty DC-Chol, jako jsou sloučeniny popsané ve WO 97/45442.In the context of the present invention may also be used cationic sterol derivatives such as 3? [N- (N ', N' -dimethylaminoethan) carbamoyl] cholesterol (DC-Chol) in which cholesterol is linked to a trialkylammonium group. DC-Chol is intended to provide more efficient transfection at lower toxicity than DOTMA-containing liposomes in some cell lines. DC-Chol polyamine variants, such as those described in WO 97/45442, can also be used.

V dodávacích vektorech nebo komplexech podle vynálezu je také možno použít polykat iontové lipidy obsahující karboxyspermin. EP-A-304111 popisuje kationtové lipidy s obsahem karboxysperminu včetně 5-karboxyspermylglycindioktadecylamidu (DOGS) a dipalmitoyl-fosfatidylethanolamin-5-karboxyspermylamidu (DPPES). Další kationtové lipidy mohou být získány náhradou oktadecylových a palmitoylových skupin DOGS a DPPES jinými alkylovými nebo alkenovými skupinami.Carboxyspermine-containing ionic lipids may also be used in delivery vectors or complexes of the invention. EP-A-304111 discloses carboxyspermine-containing cationic lipids including 5-carboxyspermylglycindioctadecylamide (DOGS) and dipalmitoyl phosphatidylethanolamine-5-carboxyspermylamide (DPPES). Other cationic lipids can be obtained by replacing octadecyl and palmitoyl groups DOGS and DPPES with other alkyl or alkene groups.

V dodávacích vektorech nebo komplexech podle vynálezu mohou být kationtové lipidy popřípadě kombinovány s nekationtovými pomocnými lipidy, s výhodou neutrálními lipidy, za vytvoření liposomů nebo lipidových agregátů. Mezi neutrální lipidy použitelné v předkládaném vynálezu patří mezi mnoha jinými: lecithiny; fosfatidylethanolaminy, jako je DOPE (dioleoylfosfatidylethanolamin), POPE (palmitoyloleoylfosfatidylethanolamin) a DSPE (distearoyl-fosfatidylethanolamin); fosfatidylcholin; fosfatidylcholiny, jako je DOPC (dioleoylfosfatidylcholin), DPPC (dipalmitoylfosfatidylcholin) POPC (palmitoyloleoylfosfatidylcholin) a DSPC (distearoylfosfatidylcholin); fosfatidylglycerol; fosfatidylglyceroly, jako je DOPG (dioleoylfosfatidylglycerol), DPPG (dipalmitoylfosfatidylglycerol) a DSPG (distearoylfosfatidylglycerol); fosfatidylseriny jako je dioleoyl- nebo dipalmitoylfosfatidylserin; difosfatidyIglyceroly; estery mastných kyselin; estery glycerolu; sfingolipidy; kardolipin; cerebrosidy; a ceramidy; a jejich směsi. Neutrální lipidy také zahrnují cholesterol a další 3DOH-steroly.In the delivery vectors or complexes of the invention, the cationic lipids may optionally be combined with non-cationic helper lipids, preferably neutral lipids, to form liposomes or lipid aggregates. Neutral lipids useful in the present invention include many others: lecithins; phosphatidylethanolamines such as DOPE (dioleoylphosphatidylethanolamine), POPE (palmitoyloleoylphosphatidylethanolamine) and DSPE (distearoylphosphatidylethanolamine); phosphatidylcholine; phosphatidylcholines such as DOPC (dioleoylphosphatidylcholine), DPPC (dipalmitoylphosphatidylcholine) POPC (palmitoyloleoylphosphatidylcholine) and DSPC (distearoylphosphatidylcholine); phosphatidylglycerol; phosphatidylglycerols such as DOPG (dioleoylphosphatidylglycerol), DPPG (dipalmitoylphosphatidylglycerol) and DSPG (distearoylphosphatidylglycerol); phosphatidylserines such as dioleoyl- or dipalmitoylphosphatidylserine; diphosphatidesglycerols; fatty acid esters; glycerol esters; sphingolipids; cardolipin; cerebrosides; and ceramides; and mixtures thereof. Neutral lipids also include cholesterol and other 3DOH-sterols.

V dodávacích vektorech nebo komplexech podle vynálezu mohou být popřípadě zahrnuty jedna nebo více amfifilních sloučenin pro modifikaci povrchových vlastností. Amfifilní sloučeniny použitelné v předkládaném vynálezu zahrnují mj. neoglykolipidyjako je GLU4 a GLU7 ukázané na obr. 22, polyethylenglykolipidy jako je N-(w-methoxy(polyoxyethylen)oxykarbonyl)fosfatidylethanolamin, N-mono-methoxy(polyoxyethylen)sukcinylfosfatidylethanolamin a polyoxyethylencholesteroylether; neiontové detergenty jako jsou alkylglykosidy, álkylmethylglukamidy, estery sacharózy, alkylpolyglycerolové ethery, alkylpolyoxyethylenové ethery a alkylsorbitanoxyethylenové ethery a steroidní oxyethylenové ethery; blokové kopolymery jako jsou blokové kopoly mery polyoxyethylenpolyoxy propy len.Optionally, one or more amphiphilic compounds may be included in the delivery vectors or complexes of the invention to modify surface properties. Amphiphilic compounds useful in the present invention include, but are not limited to, neoglycolipids such as GLU4 and GLU7 shown in Figure 22, polyethylene glycolipids such as N- (n-methoxy (polyoxyethylene) oxycarbonyl) phosphatidylethanolamine, N-mono-methoxy (polyoxyethylene) succinylphosphatidylethleneaminol, and poly; nonionic detergents such as alkyl glycosides, alkylmethylglucamides, sucrose esters, alkyl polyglycerol ethers, alkyl polyoxyethylene ethers and alkylsorbitanoxyethylene ethers and steroid oxyethylene ethers; block copolymers such as block copolymers of polyoxyethylene polyoxy propylene.

V jednom provedení je kationtový lipid podle předkládaného vynálezu modifikován cukernou skupinou nebo skupinou polyethylenglykolu (PEG). V dalším provedení obsahuje komplex podle vynálezu dále sloučeninu schopnou působit jako kationtový lipid, kde tato sloučenina obsahuje navázanou cholesterolovou skupinu prostřednictvím aminové skupiny, cukernou skupinu nebo skupinu polyethylenglykolu. Jak je ukázáno v příkladech, autoři vynálezu zjistili, že cukry/PEG modifikované kationtové lipidy jsou zvláště výhodné. Další provedení předkládaného vynálezuIn one embodiment, the cationic lipid of the present invention is modified with a sugar group or a polyethylene glycol (PEG) group. In another embodiment, the complex of the invention further comprises a compound capable of acting as a cationic lipid, wherein the compound comprises a linked cholesterol group via an amino group, a sugar group, or a polyethylene glycol group. As shown in the examples, the inventors have found that sugars / PEG modified cationic lipids are particularly preferred. Another embodiment of the present invention

-11 CZ 298353 B6 tedy poskytuje sloučeninu schopnou působit jako kationtovy lipid, kde tato sloučenina obsahuje cholesterolovou skupinu navázanou přes aminovou skupinu, cukernou skupinu nebo skupinu polyethylenglykolu. Sloučenina s výhodou obsahuje od 1 do 7 cukerných skupin nebo skupin polyethylenglykolu. Sloučenina může obsahovat směs cukerných skupin a polyethylenglykolových skupin. Cukerná skupina je s výhodou glukóza nebo D-glukóza nebo od nich odvozená skupina.Thus, it provides a compound capable of acting as a cationic lipid, wherein the compound comprises a cholesterol group linked through an amine group, a sugar group, or a polyethylene glycol group. Preferably, the compound contains from 1 to 7 sugar groups or polyethylene glycol groups. The compound may comprise a mixture of sugar groups and polyethylene glycol groups. The sugar moiety is preferably glucose or D-glucose or a moiety derived therefrom.

D. Komplexy kationtový lipid/zvolená sekvence nukleové kyselíny/sbalovací polypeptidD. Complexes cationic lipid / selected nucleic acid sequence / packaging polypeptide

Dodávací vektor/komplex podle předkládaného vynálezu se typicky připravuje nejprve uvedením do styku sbalovacího polypeptidů a zvolené sekvence nukleové kyseliny ve sterilní zkumavce po dobu přibližně 10 min při teplotě laboratoře, což vede k vytvoření kondenzovaného komplexu polypeptid/zvolená sekvence nukleové kyseliny. Běžný způsob je nanést nukleovou kyselinu a protein vedle sebe do zkumavky tak, aby nebyly v kontaktu, a zahájit míšení přidáním několika set mikrolitrů kapalného nosiče, jako je farmaceuticky přijatelný nosič, pomocná látka nebo ředivo.The delivery vector / complex of the present invention is typically prepared by first contacting the packaging polypeptide and the selected nucleic acid sequence in a sterile tube for about 10 minutes at room temperature, resulting in the formation of a fused polypeptide / selected nucleic acid sequence. A common method is to apply the nucleic acid and protein side by side into a test tube so that they are not in contact, and initiate mixing by adding several hundred microliters of a liquid carrier such as a pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent.

Další a výhodný způsob přípravy dodávacího vektoru nebo komplexu podle předkládaného vynálezu je uvedení do styku sbalovacího polypeptidů a zvolené sekvence nukleové kyseliny za trvalého protřepávání.Another and preferred method of preparing the delivery vector or complex of the present invention is by contacting the packaging polypeptide and the selected nucleic acid sequence with constant shaking.

Poměr zvolené sekvence nukleové kyseliny k polypeptidů je alespoň 1 : 1, s výhodou od 1 : 1 do 2 : 1, výhodněji od 1,4 : 1 do 1,9 : 1, ještě výhodněji 1,5 : 1 až 1,8 : 1. Autoři vynálezu zjistili, že zvláště výhodný je poměr zvolené sekvence nukleové kyseliny k polypeptidů přibližně 1 : 0,6 (~1,7 : 1). V některých provedeních se typicky používá poměr polypeptidů ke zvolené sekvenci nukleové kyseliny od 0,2 do 1,5, s výhodou od 0,3 do 1,2 (hmotn./hmotn.), ještě výhodněji od 0,5 do 0,7. V jiných provedeních je typický poměr polypeptidů ke zvolené sekvenci nukleové kyseliny alespoň 10:1, nebo alespoň 20 : 1 (hmotn./hmotn.). Optimální poměr však může záviset na poměru náboj : aminokyselina ve sbalovacím polypeptidů. Obecně platí, že čím nižší je poměr náboj : aminokyselina, tím vyšší se použije poměr polypeptid : zvolená sekvence nukleové kyseliny.The ratio of the selected nucleic acid sequence to the polypeptides is at least 1: 1, preferably from 1: 1 to 2: 1, more preferably from 1.4: 1 to 1.9: 1, even more preferably 1.5: 1 to 1.8: The inventors have found that a ratio of selected nucleic acid sequence to polypeptides of about 1: 0.6 (~ 1.7: 1) is particularly preferred. In some embodiments, the ratio of polypeptides to the selected nucleic acid sequence is typically from 0.2 to 1.5, preferably from 0.3 to 1.2 (w / w), even more preferably from 0.5 to 0.7 . In other embodiments, the typical ratio of polypeptides to selected nucleic acid sequence is at least 10: 1, or at least 20: 1 (w / w). However, the optimum ratio may depend on the charge: amino acid ratio of the packaging polypeptide. In general, the lower the charge: amino acid ratio, the higher the polypeptide: nucleic acid sequence ratio used.

Do komplexu se dále přidávají kationtové lipidy. Kationtové lipidy mohou být v jednom provedení součástí předem vytvořeného liposomu obsahujícího dvě nebo více lipidových složek, jako je DC-Chol a DOPE. Kationtové lipidy se typicky inkubují s komplexem polypeptid/zvolená sekvence nukleové kyseliny po dobu alespoň 20 min při teplotě laboratoře. Další a výhodný způsob přidávání kationtových lipidů je přidávání ve formě suspenze kationtových liposomu. Tento hotový komplex může být uchováván při teplotě přibližně -80 °C s přídavkem 10% sacharózy (hmotn./obj.) až do použití. Množství liposomu vzhledem k zvolené sekvenci nukleové kyseliny je typicky řádově od 3 : 1 do 20 : 1, s výhodou od 6 : 1 do 15 : 1, výhodněji od 8 : 1 do 14 : 1, Autoři vynálezu zjistili, že zvláště účinný je poměr liposom : zvolená sekvence nukleové kyseliny 12 : 1. V dalších provedeních je poměr liposom : zvolená sekvence nukleové kyseliny typicky řádově 2 : 1 až 10 : 1, nebo od 3 : 1 do 6 : 1. Jestliže se kationtové lipidy používají s neutrálními lipidy, tento poměr je typicky řádově 1:1.Cationic lipids are further added to the complex. The cationic lipids may in one embodiment be part of a preformed liposome comprising two or more lipid components such as DC-Chol and DOPE. The cationic lipids are typically incubated with the polypeptide / selected nucleic acid sequence complex for at least 20 min at room temperature. Another and preferred method of adding cationic lipids is by adding in the form of a suspension of cationic liposomes. This finished complex can be stored at about -80 ° C with the addition of 10% sucrose (w / v) until use. The amount of liposome relative to the selected nucleic acid sequence is typically of the order of from 3: 1 to 20: 1, preferably from 6: 1 to 15: 1, more preferably from 8: 1 to 14: 1. liposome: a selected nucleic acid sequence of 12: 1. In other embodiments, the ratio of liposome: a selected nucleic acid sequence is typically of the order of 2: 1 to 10: 1, or from 3: 1 to 6: 1. When cationic lipids are used with neutral lipids, this ratio is typically of the order of 1: 1.

Ve velmi výhodném provedení je poměr liposom :NO1In a very preferred embodiment, the liposome: NO1 ratio is

30-20 :1 s výhodou 8-14 :1 výhodněji ~12 :1 polypeptid30-20: 1 preferably 8-14: 1 more preferably ~ 12: 1 polypeptide

0,5-10.5-1

0,5-0,7 —0,60.5-0.7 —0.6

Dodávací vektor/komplex je nyní připraven k použití. I když je výhodné míchat různé složky ve výše uvedeném pořadí, je možné kombinovat složky v jakémkoli pořadí. Jestliže se mají přidávat další polypeptidové složky, mohou se přidávat v jakémkoli stupni, ale s výhodou společně se sbalovacím polypeptidem.The delivery vector / complex is now ready for use. While it is preferable to mix the various components in the above order, it is possible to combine the components in any order. If additional polypeptide components are to be added, they may be added at any stage, but preferably together with the packaging polypeptide.

-12CZ 298353 B6-12GB 298353 B6

Může být vhodné přidat do vektorú/komplexů další složky, například ligandy vázající se na receptory buněčného povrchu, aby byly získány vektory/komplexy s určitým stupněm selektivity pro určitý typ buněk. Ligandy zahrnují peptidy, glykoproteiny, oligosacharidy, lektiny a protí5 látky a jej ich fragmenty,It may be desirable to add additional components to the vectors / complexes, for example, cell surface receptor binding ligands to obtain vectors / complexes with a degree of selectivity for a particular cell type. Ligands include peptides, glycoproteins, oligosaccharides, lectins, and counterparts and fragments thereof,

E. PodáváníE. Administration

Dodávací vektor/komplex podle vynálezu se s výhodou kombinuje s farmaceuticky přijatelným nosičem nebo ředidlem za vytvoření farmaceutického prostředku (který může být pro humánní 10 nebo veterinární použití). Mezí vhodné nosiče a řediva patří roztoky fyziologického roztoku, například fyziologický roztok s fosfátovým pufrem. Prostředek podle vynálezu může být podáván přímou injekcí. Prostředek může být formulován pro parenterální, intramuskulámí, intravenozní, subkutánní, intraokulámí nebo transdermální podávání nebo inhalaci. Typicky může být každá zvolená sekvence nukleové kyseliny podávána v dávce od 10 ng do 10 pg/kg tělesné hmotnosti, 15 s výhodou od 0,1 do 10 pg/kg, výhodněji 0,1 až 1 pg/kg tělesné hmotnosti.The delivery vector / complex of the invention is preferably combined with a pharmaceutically acceptable carrier or diluent to form a pharmaceutical composition (which may be for human or veterinary use). Suitable carriers and diluents include saline solutions, for example phosphate buffered saline. The composition of the invention may be administered by direct injection. The composition may be formulated for parenteral, intramuscular, intravenous, subcutaneous, intraocular or transdermal administration or inhalation. Typically, each selected nucleic acid sequence may be administered at a dose of from 10 ng to 10 pg / kg body weight, 15 preferably from 0.1 to 10 pg / kg, more preferably 0.1 to 1 pg / kg body weight.

Alternativně se může provádět transfekce buněk pacienta ex vivo vyjmutím pacientovy tkáně, transfekcí s použitím dodávacího vektoru/komplexu podle vynálezu a následnou reimplantací transfekované tkáně.Alternatively, transfection of the patient's cells may be performed ex vivo by removing the patient's tissue, transfecting using the delivery vector / complex of the invention, and then reimplanting the transfected tissue.

Způsoby podávání a použité dávkování jsou uváděny pouze jako vodítko, protože zkušený odborník v oboru bude schopen snadno určit optimální způsob podávání a dávkování pro kteréhokoli konkrétního pacienta a stav.Routes of administration and dosages used are provided for guidance only, as one skilled in the art will be able to readily determine the optimal mode of administration and dosage for any particular patient and condition.

F. PoužitíF. Use

Dodávací vektory/komplexy podle předkládaného vynálezu mohou být použity pro účinnou transfekcí eukaryotických buněk, zvláště savčích buněk, zvolenými sekvencemi nukleových kyselin. Bylo ukázáno, že dodávací vektory/komplexy jsou zvláště účinné v porovnání s prostředky podle dosavadního stavu techniky při transfekcí neuronálních buněk. To má konkrétní význam 30 pro (i) výzkum, kde se používají nervové buňky a (ii) klinické aplikace, kde se vyžaduje zavedení zvolených sekvencí nukleových kyselin do buněk centrálního nebo periferního nervového systému člověka nebo zvířete. Obecněji mohou být dodávací vektory/komplexy podle předkládaného vynálezu použity v řadě aplikací při dodávání zvolených sekvencí nukleových kyselin, jako je genová terapie, dodávání DNA vakcín a studie transfekce in vitro.The delivery vectors / complexes of the present invention can be used to efficiently transfect eukaryotic cells, particularly mammalian cells, with selected nucleic acid sequences. Delivery vectors / complexes have been shown to be particularly effective compared to prior art compositions in transfecting neuronal cells. This is of particular relevance for (i) research where nerve cells are used and (ii) clinical applications where the introduction of selected nucleic acid sequences into cells of the central or peripheral nervous system of a human or animal is required. More generally, delivery vectors / complexes of the present invention can be used in a variety of applications to deliver selected nucleic acid sequences, such as gene therapy, delivery of DNA vaccines, and in vitro transfection studies.

Příklady onemocnění, která mohou být vhodná pro léčbu použitím komplexů/vektorů podle vynálezu, zahrnují onemocnění periferního nebo centrálního nervového systému, jako jsou neurodegenerativní onemocnění, a poškození nervové tkáně v důsledku úrazu/poškození (včetně mrtvice). Mezi neurodegenerativní onemocnění patří onemocnění motorických neuronů, několik dědičných 40 onemocnění jako je familiární dysautonomie a dětská spinální muskulární atrofie, a neurodegenerativní onemocnění s pozdním nástupem, jako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba.Examples of diseases that may be suitable for treatment using the complexes / vectors of the invention include diseases of the peripheral or central nervous system, such as neurodegenerative diseases, and nerve tissue damage due to injury / injury (including stroke). Neurodegenerative diseases include motor neuron diseases, several hereditary diseases such as familial dysautonomy and infant spinal muscular atrophy, and late-onset neurodegenerative diseases such as Parkinson's and Alzheimer's disease.

Dodávací vektory/komplexy podle vynálezu mohou být také použity pro podávání terapeutických genů pacientům trpících maligním onemocněním. Příklady maligních onemocnění, která mohou 45 být vhodná pro léčbu, jsou rakovina mléčné žlázy, čípku, tlustého střeva, rekta, endometria, ledviny, plíce, vaječníků, pankreatu, prostaty, kůže, žaludku, močového měchýře, centrální nervové soustavy, jícnu, hlavy nebo krku, jater, varlat, thymu nebo štítné žlázy. Pro léčení mohou být také vhodná maligní onemocnění krevních buněk, buněk kostní dřeně, B-lymfocytů, T-lymfocytů, lymfocytických prekurzorů nebo prekurzorů myeloidních buněk.The delivery vectors / complexes of the invention can also be used to deliver therapeutic genes to patients suffering from a malignant disease. Examples of malignant diseases that may be suitable for treatment are breast, cervical, colon, rectum, endometrium, kidney, lung, ovary, pancreas, prostate, skin, stomach, bladder, central nervous system, esophagus, head or throat, liver, testes, thymus or thyroid. Malignant diseases of blood cells, bone marrow cells, B-lymphocytes, T-lymphocytes, lymphocyte precursors or myeloid cell precursors may also be suitable for treatment.

Tumorem může být pevný (solidní) tumor nebo jiný než pevný tumor a může jít o primární tumor nebo roztroušený metastatický (sekundární) tumor. Mezi jiné než pevné tumory patří myelom; leukemie (akutní nebo chronická, lymfocytámí nebo myelocytická) jako je akutní myeloblastická, akutní promyelocytická, akutní myelomonocytická, akutní monocytická a eryhtroleukemie;The tumor may be a solid tumor or a non-solid tumor and may be a primary tumor or a disseminated metastatic (secondary) tumor. Non-solid tumors include myeloma; leukemia (acute or chronic, lymphocyte or myelocytic) such as acute myeloblastic, acute promyelocytic, acute myelomonocytic, acute monocytic, and eryhtroleukemia;

- 13CZ 298353 B6 a lymfornyjako je Hodgkinův, jiný než Hodgkinův a Burkittův lymfom. Mezi pevné tumory patří karcinom, karcinom tlustého střeva, karcinom malých plicních buněk, karcinom jiných než malých plicních buněk, adenokarcinom, melanom, karcinom bazálních nebo skvamózních buněk, mesotheliom, adenokarcinom, neuroblastom, gliom, astrocytom, medulloblastom, retinoblastom, sarkom, osteosarkom, rhabdomyosarkom, fibrosarkom, osteogenní sarkom, hepatom a seminom.- 13GB 298353 B6 and a lymphorrh such as Hodgkin's, other than Hodgkin's and Burkitt's lymphoma. Solid tumors include carcinoma, colon carcinoma, small lung cell carcinoma, non-small lung cell carcinoma, adenocarcinoma, melanoma, basal or squamous cell carcinoma, mesothelioma, adenocarcinoma, neuroblastoma, glioma, astrocytoma, medulloblastarcoma, retinoblastoma, sinoma rhabdomyosarcoma, fibrosarcoma, osteogenic sarcoma, hepatoma and seminoma.

Další onemocnění zahrnují onemocnění způsobená mutacemi, zděděnými nebo somatickými, v normálních buněčných genech, jako je cystická fibróza, různé thaíasemie apod.Other diseases include diseases caused by mutations, inherited or somatic, in normal cell genes such as cystic fibrosis, various thaasemias and the like.

Další oblast zájmu zahrnuje léčení onemocnění spojených s imunitním systémem, jako je odmítnutí transplantovaného orgánu a autoimunitních onemocnění. Spektrum autoimunitních onemocnění se pohybuje od orgánově specifických onemocnění (jako je thyroiditida, insulitida, roztroušená skleróza, irídocyklitida, uveitida, orchitida, hepatitida, Addisonova nemoc, myasthenia gravis) k systémovým onemocněním jako je revmatoidní artritida a jiná revmatická onemocnění nebo lupus erythematosus. Mezi další onemocnění patří nadměrná reaktivita imunitního systému, jako jsou alergické reakce, zvláště reakce související s produkcí histaminu a astma.Another area of interest includes the treatment of immune-related diseases such as organ transplant rejection and autoimmune diseases. The spectrum of autoimmune diseases ranges from organ specific diseases (such as thyroiditis, insulitis, multiple sclerosis, iridocyclitis, uveitis, orchitis, hepatitis, Addison's disease, myasthenia gravis) to systemic diseases such as rheumatoid arthritis and other rheumatic diseases or lupus erythema. Other diseases include excessive reactivity of the immune system, such as allergic reactions, especially those associated with histamine production and asthma.

Předkládaný vynález bude nyní ilustrován na následujících příkladech, které však nemají být omezující.The present invention will now be illustrated by the following non-limiting examples.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 ukazuje desku;Giant. 1 shows a plate;

obr. 2 ukazuje graf;Fig. 2 shows a graph;

obr. 3 ukazuje desku;Fig. 3 shows a plate;

obr. 4 ukazuje graf;Fig. 4 shows a graph;

obr. 5 ukazuje graf;Fig. 5 shows a graph;

obr. 6 ukazuje graf;Fig. 6 shows a graph;

obr, 7 ukazuje graf;Fig. 7 shows a graph;

obr. 8 ukazuje graf;Fig. 8 shows a graph;

obr. 9 ukazuje struktury;Figure 9 shows structures;

obr. 10 ukazuje graf;Fig. 10 shows a graph;

obr. 11 ukazuje graf;Fig. 11 shows a graph;

obr. .12 ukazuje graf;Fig. 12 shows a graph;

obr. 13 ukazuje graf;Fig. 13 shows a graph;

obr. 14 ukazuje graf;Fig. 14 shows a graph;

obr. 15 ukazuje graf;Fig. 15 shows a graph;

obr. 16 ukazuje desku;Fig. 16 shows a plate;

obr. 17 ukazuje graf;Fig. 17 shows a graph;

obr. 18 ukazuje graf;Fig. 18 shows a graph;

obr. 19 ukazuje strukturu;Fig. 19 shows a structure;

obr. 20 ukazuje reakční schéma;Figure 20 shows a reaction scheme;

obr. 21 ukazuje reakční schéma;Fig. 21 shows a reaction scheme;

obr. 22 ukazuje struktury;Figure 22 shows structures;

obr. 23 ukazuje princip inkorporace micel;Fig. 23 shows the principle of micelle incorporation;

obr. 24 ukazuje graf; a obr. 25 ukazuje graf.Fig. 24 shows a graph; and Fig. 25 shows a graph.

-14CZ 298353 B6-14GB 298353 B6

Podrobný popis obr, 1 až 6Detailed Description of Figures 1 to 6

Obr. 1 - Adenovirový jaderný protein Mul je účinnější při vazbě plazmidové DNA než jaderný protein Vpl polyomaviruGiant. 1 - Adenoviral nuclear protein Mul is more effective in plasmid DNA binding than polyomavirus Vpl nuclear protein

A) BSA nemá žádný vliv na elektroforetickou pohyblivost pDNA, 1 μg pCMVp byl inkubován s 0 μg (dráha 2),’ 5 μg (dráha 3), 10 pg (dráha 4), 15 pg (dráha 5), 20 pg (dráha 6), 25 pg (dráha 7) a 30 pg (dráha 8) BSA 10 min při teplotě laboratoře v pufru 1 x HBS. Vzorky byly potom analyzovány na 1% agarózovém gelu na změněnou pohyblivost. Nebyla detekována žádná změna elektroforetické pohyblivosti způsobená BSA.A) BSA has no effect on pDNA electrophoretic mobility, 1 µg pCMVp was incubated with 0 µg (lane 2), 5 µg (lane 3), 10 pg (lane 4), 15 pg (lane 5), 20 pg (lane) 6), 25 µg (lane 7) and 30 µg (lane 8) of BSA for 10 min at room temperature in 1 x HBS buffer. The samples were then analyzed on a 1% agarose gel for altered motility. No change in electrophoretic mobility caused by BSA was detected.

B) Na rozdíl od BSA interferoval Mul dramaticky s pohyblivostí pDNA. pCMVp (1 pg) byl inkubován s 0,25 pg (dráha 2), 0,5 pg (dráha 3), 1 pg (dráha 4), 2 pg (dráha 4), 4 pg (dráha 6), 6 pg (dráha 7) a 0 pg (dráha 8) rekombinantního peptidu Mul jako v případě A. Zatímco poměry proteinu k pDNA 0,25 (hmotn./hmotn.) (dráha 2) neovlivnily migraci relaxované formy pCMVp (horní pruh), bylo pozorováno mírné zpomalení nadšroubovicové formy pDNA (nižší pruh). Jestliže byly použity poměry 0,5 (hmotn./hmotn.) nebo vyšší, byla migrace obou forem pDNA výrazně zpomalena.B) Unlike BSA, Mul interfered dramatically with pDNA motility. pCMVp (1 µg) was incubated with 0.25 µg (lane 2), 0.5 µg (lane 3), 1 µg (lane 4), 2 µg (lane 4), 4 µg (lane 6), 6 µg (lane 3). lane 7) and 0 µg (lane 8) of recombinant Mul peptide as in case A. While protein to pDNA ratios of 0.25 (w / w) (lane 2) did not affect migration of the relaxed form of pCMVp (upper lane), moderate observed deceleration of the supercoiled pDNA (lower band). When ratios of 0.5 (w / w) or higher were used, the migration of both forms of pDNA was significantly slowed.

C) Protein polyomaviru Vpl měl mnohem nižší účinnost při zabránění migraci pDNA. pCMV (1 pg) byl inkubován s 2 pg (dráha 2), 4 pg (dráha 3), 6 pg (dráha 4), 8 pg (dráha), 16 pg (dráha 6), 32 pg (dráha 7) a 0 pg (dráha 8) Vpl. Pouze poměry 6 nebo vyšší (protein : pDNA, hmotn./hmotn.) způsobily podstatné zpomalení nadšroubovicové formy pDNA (dráha 6, nižší pruh). Rovněž až do poměru 32 (hmotn./hmotn.) nebyl pozorován žádný vliv na relaxovanou pDNA (dráha 7, horní pruh). U všech gelů odpovídá dráha 1 markéru 1 kb DNA (BRL).C) The polyomavirus Vp1 protein had a much lower potency in preventing pDNA migration. pCMV (1 pg) was incubated with 2 pg (lane 2), 4 pg (lane 3), 6 pg (lane 4), 8 pg (lane), 16 pg (lane 6), 32 pg (lane 7) and 0 pg (lane 8) Vpl. Only ratios of 6 or greater (protein: pDNA, w / w) caused a significant retardation of the supercoiled form of pDNA (lane 6, lower band). Also, up to a 32 (w / w) ratio, no effect on relaxed pDNA (lane 7, upper lane) was observed. For all gels, lane 1 corresponds to 1 kb DNA (BRL).

Obr. 2 - Aktivita β-galaktosidázy v buňkách ND7 transfekovaných komplexy pDNA-Mulkationtový liposomGiant. 2 - Activity of β-galactosidase in ND7 cells transfected with pDNA-Mulkationic liposome complexes

Buňky ND7 byly zaoěkovány na hustotu 5 x 104 buněk/jamku v 24-jamkových kultivačních miskách 24 hod před transfekcí. Bezprostředně před transfekcí byly buňky promyty bezsérovým médiem. Komplexy byly vytvořeny inkubací pCMVp s Mul před přidáním kationtového liposomu DC-Chol/DOPE. V každém případě byl vytvořen komplex 1 pg pCMVp s 0,6, 6, 12 a 21 pg peptidu Mul. Každá z těchto kombinací byla potom vytvořena pro vytvoření komplexu s 3, 4 a 6 pg DC-Chol/DOPE. Buňky ND7 byly transfekčním komplexům vystaveny 2 hod, potom byly udržovány při 37 °C, 5 % CO2 dalších 24 hod před sklizením a zpracováním pro provedení enzymatického testu na β-galaktosidázu. Uvedené hodnoty znamenají střední odchylku ±SD, n = 3.ND7 cells were seeded at a density of 5 x 10 4 cells / well in 24-well culture dishes 24 hours prior to transfection. Immediately prior to transfection, cells were washed with serum-free medium. The complexes were formed by incubating pCMVp with Mul before adding the cationic liposome DC-Chol / DOPE. In each case, a complex of 1 µg of pCMVβ was formed with 0.6, 6, 12 and 21 µg of the Mul peptide. Each of these combinations was then formulated to complex with 3, 4 and 6 µg DC-Chol / DOPE. ND7 cells were exposed to the transfection complexes for 2 hours, then maintained at 37 ° C, 5% CO 2 for an additional 24 hours before harvesting and processing to perform an β-galactosidase enzyme assay. Values are mean ± SD, n = 3.

Obr. 3 - Mul zesiluje účinnost transfekce zprostředkované kationtovými liposomy v neuronální buněčné linii ND7Giant. 3-Mul enhances the efficiency of cationic liposome-mediated transfection in the neuronal ND7 cell line

Neurony ND7 byly vysety do 24-jamkových kultivačních misek na hustotu 4 x 104 buněk/jamku a byly ponechány růst 24 hod. Nediferencované neurony ND7 byly potom transfekovány buď samotným pCMVp (A), pCMVp v komplexu s DC-Chol/DOPE (1/3, hmotn./hmotn.), (B) nebo pCMVp v komplexu s Mul a DC-Chol/DOPE (1/12/6) (C). O 48 hod později byly buňky fixovány a zpracovány pro histochemickou detekci X-Gal. Jak je vidět v části C, přidání Mul do komplexu při optimálním poměru významně zvyšuje počet X-Gal pozitivních buněk (modré zbarvení).ND7 neurons were seeded into 24-well culture dishes at a density of 4 x 10 4 cells / well and allowed to grow for 24 hours. The undifferentiated ND7 neurons were then transfected with either pCMVp (A) alone, pCMVp complexed with DC-Chol / DOPE (1). (3) (w / w), (B) or pCMVβ complexed with Mul and DC-Chol / DOPE (1/12/6) (C). 48 hours later, cells were fixed and processed for histochemical detection of X-Gal. As seen in section C, the addition of Mul to the complex at an optimal ratio significantly increases the number of X-Gal positive cells (blue staining).

Obr. 4 - Mul má mnohem vyšší účinnost při zesilování transfekcí zprostředkovaných kationtovými liposomy v buňkách ND7 než VplGiant. 4 - Mul has much higher potency in enhancing cationic liposome-mediated transfections in ND7 cells than Vpl

Plazmidová DNA pCMVp byla přivedena do komplexu s různými množstvími polykationtového peptidu a potom smíchána s kationtovými liposomy v poměru 1 : 3 (pCMVp : liposomy; hmotn./hmotn.). Po rychlém pro mytí v bezsérovém médiu byly buňky ND7 vystaveny působeníPlasmid DNA of pCMVp was complexed with various amounts of polycationic peptide and then mixed with cationic liposomes at a ratio of 1: 3 (pCMVp: liposomes; w / w). After rapid washing in serum-free medium, ND7 cells were exposed

- 15CZ 298353 B6 komplexů liposom-polykation-liposom po dobu 2 hod a potom byly vráceny do média s obsahem séra. O 48 hod později byly buňky sklizeny a zpracovány pro enzymatický test na β-galaktosidázu. Každá konfigurace byla testována trojnásobně a každý experiment byl třikrát opakován. Hodnoty znamenají střední hodnotu +SD.- 15GB 298353 B6 liposome-polycation-liposome complexes for 2 hours and then returned to serum-containing medium. 48 hours later, the cells were harvested and processed for the β-galactosidase enzyme assay. Each configuration was tested in triplicate and each experiment was repeated three times. Values mean mean + SD.

Obr. 5 - Mul zesilovače transfekci DC-Chol/DOPE v buňkách COS-7Giant. 5 - Mul enhancers of DC-Chol / DOPE transfection in COS-7 cells

Buňky COS byly zaočkovány na hustotu 60 až 80 % konfluence do 24-jamkových kultivačních misek 24 hod před transfekci. Bezprostředně před transfekci byly buňky promyty v bezsérovém 5 médiu. Inkubace pCMVp s Mul před přidáním komplexů vytvořených z kationtového liposomu |COS cells were seeded at 60-80% confluency in 24-well culture dishes 24 hours prior to transfection. Immediately prior to transfection, cells were washed in serum-free medium. Incubation of pCMVp with Mul before addition of complexes formed from cationic liposome

DC-Chol/DOPE schopných buněčné transfekce. V každém případě byl vytvořen komplex 1 gg pCMVp s 12 μg peptidu Mul, který byl zjištěn jako optimální pro buňky ND7. Komplexy pCMVp : Mul byly potom smíseny s 3, 4 a 6 gg DC-Chol/DOPE. Buňky COS byly vystaveny působení transfekčních komplexů 2 hod a potom byly udržovány při 37 °C, 5 % CO2 dalších 24 hod před sklizením a zpracováním pro enzymatický test na β-galaktosidázu. Číselné hodnoty znamenají střední hodnotu ±SD, n = 3.DC-Chol / DOPE capable of cell transfection. In each case, a complex of 1 gg of pCMVp was formed with 12 µg of Mul peptide, which was found to be optimal for ND7 cells. PCMVp: Mull complexes were then mixed with 3, 4 and 6 gg DC-Chol / DOPE. COS cells were exposed to the transfection complexes for 2 hours and then maintained at 37 ° C, 5% CO 2 for an additional 24 hours before harvesting and processing for the β-galactosidase enzyme assay. Numeric values mean mean ± SD, n = 3.

Obr. 6 - Účinnost transfekce v diferencovaných buňkách ND7 komplexy pCMVp-Mulkationtový liposomGiant. 6 - Transfection efficiency in differentiated cells of ND7 pCMVβ-Mulcationic liposome complexes

Buňky ND7 byly vysety do 24-jamkových kultivačních destiček na hustotu 4 x 104 buněk/jamku v normálním růstovém médiu (+ sérum). O 24 hod později bylo médium nahrazeno diferenciačním médiem a buňky byly pěstovány dalších 24 hod. Byla použita tři různá diferenciační média: bezsérové (- sérum), normální růstové médium plus 1 mM cAMP (cAMP), nebo redukované sérum (0,5%) plus 1 mM cAMP a 50 ng/ml nervového růstového faktoru (NGF). Buňky byly potom transfekovány pCMVp v komplexu buď se samotným DC-Chol/DOPE nebo Mul plus DC-Chol/DOPE. O 48 hod později byly buňky fixovány a zpracovány pro histochemické stanovení X-Gal a bylo zjištěno procento pozitivních buněk. Ve všech případech zvýšila přítomnost Mul počet pozitivních buněk. Je zajímavé, že počet transfekovaných buněk byl zvýšen u buněk pěstovaných v přítomnosti cAMP jak s přídavkem, tak i bez přídavku Mul.ND7 cells were seeded into 24-well culture plates at a density of 4 x 10 4 cells / well in normal growth medium (+ serum). 24 hours later, the medium was replaced with differentiation medium and the cells were cultured for another 24 hours. Three differentiation media were used: serum free (- serum), normal growth medium plus 1 mM cAMP (cAMP), or reduced serum (0.5%). plus 1 mM cAMP and 50 ng / ml nerve growth factor (NGF). Cells were then transfected with pCMVβ complexed with either DC-Chol / DOPE alone or Mul plus DC-Chol / DOPE. 48 hours later, cells were fixed and processed for histochemical X-Gal determination, and the percentage of positive cells was determined. In all cases, the presence of Mul increased the number of positive cells. Interestingly, the number of transfected cells was increased in cells grown in the presence of cAMP both with and without Mul.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Materiály a metodyMaterials and methods

Syntéza peptidůSynthesis of peptides

Peptidy Vpl a Mul byly syntetizovány na syntezátoru na pevné fázi Shimadzu PSSM-8 s použitím pětinásobného nadbytku (9-fluorenyl)methoxykarbonyl (Fmoc)-chraněných L-aminokyselin (Novabiochem) a reagencií FastMoc™ 2-(lH-benzoztriazol-l-yl)-l,l,3,3-tetramethyluroniumhexafluorfosfátu/hydroxybenztriazolu (HBTU/HOBt) (Advanced Chemtech Europe) jako vazebného činidla amidové skupiny. Po odštěpení pryskyřice a odstranění ochranných skupin bylo provedeno odsolení gelovou filtrací na koloně P2 Biogel (2x28 cm; Biorad) připojenou k systému FPLC (Amersham Pharmacia Biotech UK) s 0,1% vodnou TFAjako eluentem při průtoku 0,5 až 0,75 ml/min, Konečné preparativní čištění s reverzními fázemi bylo prováděno na koloně Vydac (Cl8, 5 μιη, 2 x 25 cm; Hichrom) připojené k systému Gilson HPLC (Anachem). Peptidy byly eluovány při 5 ml/min lineárním gradientem acetonitrilu v 0,1% vodné TFA a eluce byla monitorována při 220 až 230 nm.The peptides Vp1 and Mul were synthesized on a Shimadzu PSSM-8 solid phase synthesizer using a 5-fold excess of (9-fluorenyl) methoxycarbonyl (Fmoc) -protected L-amino acids (Novabiochem) and FastMoc ™ 2- (1H-benzoztriazol-1-yl) reagents. 1 -1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate / hydroxybenztriazole (HBTU / HOBt) (Advanced Chemtech Europe) as an amide group coupling agent. After resin cleavage and deprotection, desalting was performed by gel filtration on a P2 Biogel column (2 x 28 cm; Biorad) coupled to an FPLC system (Amersham Pharmacia Biotech UK) with 0.1% aqueous TFA as eluent at a flow rate of 0.5 to 0.75 ml. Final min reverse phase preparative purification was performed on a Vydac column (C18, 5 μιη, 2 x 25 cm; Hichrom) coupled to a Gilson HPLC system (Anachem). The peptides were eluted at 5 ml / min with a linear gradient of acetonitrile in 0.1% aqueous TFA and the elution was monitored at 220-230 nm.

Peptid Vpl byl připraven použitím pryskyřice labilní v kyselém prostředí £-Pro-2-chlortrityl super acid labile resin (Novabiochem) (100 mg, 1,05 mmol/g, 0,1 mmol). Pro inkorporaci všech aminokyselinových zbytků od šestého (Lys) až k N-koncovému zbytku byly použity prodloužené reakční doby. Po automatickém odstranění N-koncové ochranné skupiny Fmoc piperidinem (20%, obj./obj.) v di methyl formám idu, byla pryskyřice izolována, promyta dimethylformamidem (10 ml) a methanolem (15 ml), a potom usušena ve vakuu. Surový peptid byl odštěpen z pryskyřice ledem chlazenou TFA (8 ml), s obsahem fenolu (7%, hmotn./obj.), ethandithiolu (2%,The Vp1 peptide was prepared using acid-labile resin β-Pro-2-chlorotrityl super acid labile resin (Novabiochem) (100 mg, 1.05 mmol / g, 0.1 mmol). Extended reaction times were used to incorporate all amino acid residues from the sixth (Lys) to the N-terminal residue. After automatic removal of the N-terminal Fmoc protecting group with piperidine (20%, v / v) in dimethylformamide, the resin was isolated, washed with dimethylformamide (10 mL) and methanol (15 mL), and then dried in vacuo. The crude peptide was cleaved from the ice-cooled TFA resin (8 mL), containing phenol (7%, w / v), ethanedithiol (2%,

-16CZ 298353 B6 obj./obj.), thioanisolu (4%, obj./obj.) a vody (4%, obj./obj.) (činidlo známé jako směs A), a potom vysrážen ledovým methyl-terc-butyletherem (MTBE) (30ml). Vysrážený materiál byl potom odsolen a surová peptidová směs byla čištěna HPLC s reverzními fázemi. Po eluci byly frakce obsahující požadovaný peptid (eluce acetonitrilem 68,5 % obj./obj.) spojeny a lyofilizovány, za získání peptidu jako bílého prášku. Celkový výtěžek: 32 mg (15 pmol, 15 %); MS (MALDITOF) C85Hl5]N26O26S3: [M + H]+ vypočteno 2049,5, nalezeno 2050,2. Sekvence byla potvrzena analýzou aminokyselinového složení a sekvence. HPLC ukázala na homogenitu > 95 %.298353 B6 v / v), thioanisole (4%, v / v) and water (4%, v / v) (reagent known as mixture A), and then precipitated with ice-methyl tert- butyl ether (MTBE) (30ml). The precipitated material was then desalted and the crude peptide mixture was purified by reverse phase HPLC. After elution, fractions containing the desired peptide (eluting with acetonitrile 68.5% v / v) were combined and lyophilized to give the peptide as a white powder. Total yield: 32 mg (15 pmol, 15%); MS (MALDI-TOF) C 5 H 8 L5] N 26 O 26 S 3: [M + H] + calcd 2049.5, found 2050.2. The sequence was confirmed by amino acid composition and sequence analysis. HPLC showed > 95% homogeneity.

Peptid Mul byl vyroben použitím pryskyřice Gly-Wang (Novabiochem) (40 mg, 0,67 mmol/g, 0,03 mmol). Byly používány normální reakční časy. Po automatizovaném odstranění N-koncové skupiny Fmoc jako výše byla pryskyřice izolována a promyta dichlormethanern (20 ml) a methanolem (20 ml) a potom byla usušena ve vakuu. Surový peptid byl odštěpen od pryskyřice použitím směsi A (8 ml) a vysrážen MTBE (30 ml), vše jako výše. Nakonec byla směs surového peptidu odsolena a čištěna HPLC s reverzními fázemi. Po eluci byly frakce obsahující požadovaný peptid (eluce acetonitrilem 17,2%) spojeny a lyofilizovány, za získání peptidu jako bílého prášku. Celkový výtěžek: 65 mg (26 pmol, 0 %); MS (ES) CgsHno^Ci^: [M + H]+ vypočtené 2440,7, nalezeno 2440,6. Analýzou HPLC byla zjištěna homogenita > 95 %.The Mul peptide was made using Gly-Wang resin (Novabiochem) (40 mg, 0.67 mmol / g, 0.03 mmol). Normal reaction times were used. After automated removal of the N-terminal Fmoc group as above, the resin was isolated and washed with dichloromethane (20 mL) and methanol (20 mL) and then dried in vacuo. The crude peptide was cleaved from the resin using mixture A (8 mL) and precipitated with MTBE (30 mL), all as above. Finally, the crude peptide mixture was desalted and purified by reverse phase HPLC. After elution, fractions containing the desired peptide (eluting with acetonitrile 17.2%) were combined and lyophilized to give the peptide as a white powder. Total yield: 65 mg (26 pmol, 0%); MS (ES) C 8 H 10 N 4 Cl 2: [M + H] + calcd 2440.7, found 2440.6. HPLC analysis showed > 95% homogeneity.

Analýza vazby DNADNA binding analysis

Čištěné peptidy byly rekonstituovány ve sterilní destilované H2O při koncentraci 3 mg/ml. Peptid a pDNA byly převedeny na komplex ve 20 μΐ fyziologického roztoku s pufrem HEPES (137 mM NaCl, 5 mM KC1, 0,75 mM Na2HPO4, 19 mM HEPES, pH 7,4) 20 min při teplotě laboratoře. Komplexy peptid : pDNA byly potom analyzovány elektroforézou na agarózovém gelu (1 %), Kontrolní inkubace pro zjištění obecných makromolekulárních interakcí pDNA byly prováděny s použitím různých množství bovinního sérového albuminu s čistotou pro molekulární biologii (Sigma).Purified peptides were reconstituted in sterile distilled H 2 O at a concentration of 3 mg / ml. The peptide and pDNA were converted to complex in 20 μΐ saline with HEPES buffer (137 mM NaCl, 5 mM KCl, 0.75 mM Na 2 HPO4, 19 mM HEPES, pH 7.4) for 20 min at room temperature. Peptide: pDNA complexes were then analyzed by agarose gel electrophoresis (1%). Control incubations for general macromolecular pDNA interactions were performed using different amounts of bovine serum albumin of molecular biology purity (Sigma).

Buněčné kulturyCell culture

Buňky ND7 jsou dobře charakterizována buněčná linie odvozená z fúze neuroblastomu (NI 87g2) se senzorickými neurony novorozené krysy (Wood J.N. a další, Novel Cell-Lines Display Properties of Nociceptive Sensory Neurons. Procceding of the Royal Society of London series B-Biological sciences 1990; 241; 187-194). Buněčná linie byla udržována v normálním růstovém médiu (NGM) (Leibovitzovo médium L-15 (BRL) obohaceném 10 % fetálního bovinního séra (BRL) 4 g/l glukózy, 4 g/l hydrogenuhličitanu sodného (BRL), 100 lU/ml penicílin/streptomycin (BRL)) při 37 °C a 5 % CO2. Buňky byly vysety na 24-jamkové destičky (Costar) s hustotou, která po 24 hodinách poskytla konfluenci 70 %.ND7 cells are well characterized by a cell line derived from a fusion of neuroblastoma (NI 87g2) with sensory neurons of a newborn rat (Wood JN et al., Novel Cell-Lines Display Properties of Nociceptive Sensory Neurons. Procceding of the Royal Society of London series B-Biological sciences 1990 241, 187-194). The cell line was maintained in normal growth medium (NGM) (Leibovitz medium L-15 (BRL) supplemented with 10% fetal bovine serum (BRL) 4 g / l glucose, 4 g / l sodium bicarbonate (BRL), 100 IU / ml penicillin) (streptomycin (BRL)) at 37 ° C and 5% CO 2 . Cells were plated in 24-well plates (Costar) at a density which gave 24% confluency after 24 hours.

Diferenciace buněk ND7 byla prováděna pomocí tří výše popsaných metod (Wood J. N. a další, Novel Cell-Lines Display Propertis of Nociceptive Sensory Neurons. Proceeding of the Royal Society of London Series B-Biological Science 1990; 241: 187-194; Budhrammahadeo V., Lillycrop K.A. Latchman D.S., The Levels of the Antagoniscit Pou Family Transcription Factors Bm-3a a Bm-3b in Neuronal Cells Are Regulated in Opposite Directions By Sérum GrowthFactors. Neurosci. Letí. 1995; 185: 48-51). Buňky ND7 byly zaočkovány v NGM na hustotu 4 x 104 buněk/jamku v 24-jamkových kultivačních miskách (Nunc). O 24 hod později byla média nahrazena buď a) NGM doplněným lmM adenosin 3':5'-cyklickým monofosfátem (cAMP; Sigma), nebo b) bezsérovým diferenciačním médiem (50 % Hams F12, 50 % DMEM, 5 pm/ml transferinu, 250 ng/ml inzulínu, 0,3 μΜ seleničitan sodný), nebo c) médium s nervovým růstovým faktorem (NGF) s nízkým obsahem séra (L-l 5 doplněné 2mM glutaminu, 4 g/l glukózy, 4 g/l hydrogenuhličitanu sodného, lOu/ml penicilinu, lOg/ml streptomycinu, 0,5% FCS, lmM cAMP, 50 ng/ml NGF (Alomone Labs)). Diferencované buňky ND7 byly pěstovány ve vhodném médiu 24 hod při 37 CC, 5 % CO2 před transfekcí.ND7 cell differentiation was performed using the three methods described above (Wood JN et al., Novel Cell-Lines Display Propertis of Nociceptive Sensory Neurons. Proceeding of the Royal Society of London Series B-Biological Science 1990; 241: 187-194; Budhrammahadeo V. , Lillycrop KA Latchman DS, The Levels Of The Antagoniscite Pou Family Transcription Factors Bm-3a and Bm-3b in Neuronal Cells Are Regulated in Opposite Directions By Serum GrowthFactors. Neurosci. Leti. 1995; 185: 48-51). ND7 cells were seeded in NGM at a density of 4 x 10 4 cells / well in 24-well culture dishes (Nunc). 24 hours later, the media was replaced by either a) NGM supplemented with 1 mM adenosine 3 ': 5'-cyclic monophosphate (cAMP; Sigma), or b) serum-free differentiation medium (50% Hams F12, 50% DMEM, 5 µm / ml transferrin); 250 ng / ml insulin, 0.3 μΜ sodium selenite), or (c) low serum nerve growth factor (NGF) medium (L1 5 supplemented with 2 mM glutamine, 4 g / l glucose, 4 g / l sodium bicarbonate, 10u / ml penicillin, 10g / ml streptomycin, 0.5% FCS, 1mM cAMP, 50 ng / ml NGF (Alomone Labs)). Differentiated ND7 cells were cultured in a suitable medium for 24 hours at 37 ° C, 5% CO 2 prior to transfection.

-17CZ 298353 B6-17GB 298353 B6

Buňky COS-7 (odvozené z ledviny kočkodana zeleného) byly pěstovány v médiu RPMI 1640 J (BRL) doplněném 10% fetálního bovinního séra (BRL) a 100 lU/ml penicilin/streptomycin j (BRL). ICOS-7 cells (derived from the green monkey) were grown in RPMI 1640 J (BRL) medium supplemented with 10% fetal bovine serum (BRL) and 100 IU / ml penicillin / streptomycin j (BRL). AND

Plazmidové konstrukty9Plasmid constructs9

Všechny transfekce používaly reporterový plazmid pCMVp (Clontech, Palo Alto, CA) sobsahem úplné sekvence β-galaktosidázy E. coli ve směru transkripce vzhledem k promotoru/enhan-9 ceru brzké rané fáze lidského cytomegaloviru (Clontech). Zásoby plazmidové DNA byly připra-\ vény standardními metodami molekulárního klonování a čištěny systémem Qiagen Endotoxin-$ free plasmid purification systém (Qiagen, Dorking, UK).All transfections utilized the reporter plasmid pCMVp (Clontech, Palo Alto, CA) containing the complete sequence of the E. coli β-galactosidase downstream of the early early phase promoter / enhan-9 of human cytomegalovirus (Clontech). Plasmid DNA pools were prepared by standard molecular cloning methods and purified with the Qiagen Endotoxin-$ free plasmid purification system (Qiagen, Dorking, UK).

LiposomyLiposomes

Liposomy DC-Chol/DOPE byly připraveny jako bylo uvedeno dříve (Cooper R.G. a další, Polyamine analogues of 3 beta-[N-(N',N'-dimethylaminoethan)karbomoyl]cholesterol (DC-Chol) as agents for gene delivery, Chemistry - a European Journal 1998; 4. 137 - 151; McQuilin A. a další, Optimization of liposome mediated transfection of a neuronal cell line. Neuroreport 1997; 8: 1481-1484), Ve stručnosti, 6 pmol DC-Chol a 4 μηιοΙ DOPE (dodaný v koncentraci 10 mg/ml v CHCh) byly přidány do čerstvě destilované CH2C12 (5 ml) po dusíkem. Do směsi bylo přidáno 5 ml 20 mM Hepes (pH 7,8) a směs byla sonikována 3 min. Organická rozpouštědla byla odstraněna za sníženého tlaku a získaná suspenze liposomu byla potom sonikována další 3 min. Liposomové preparáty byly uchovávány při 4 °C.DC-Chol / DOPE liposomes were prepared as described previously (Cooper RG et al., Polyamine analogues of 3 beta- [N- (N ', N'-dimethylaminoethane) carbomoyl] cholesterol (DC-Chol) as agents for gene delivery, Chemistry - a European Journal 1998; 4: 137-151; McQuilin A. et al., Optimization of liposome mediated transfection of a neuronal cell line. Neuroreport 1997; 8: 1481-1484), Briefly, 6 pmol DC-Chol and 4 DOPE (supplied at 10 mg / ml in CHCl 3) was added to freshly distilled CH 2 Cl 2 (5 ml) after nitrogen. To the mixture was added 5 mL of 20 mM Hepes (pH 7.8) and the mixture was sonicated for 3 min. The organic solvents were removed under reduced pressure and the obtained liposome suspension was then sonicated for an additional 3 min. Liposome preparations were stored at 4 ° C.

Protokol transfekceTransfection protocol

Protože počáteční experimenty ukázaly, že přítomnost fetálního bovinního séra inhibovala transfekci buněk ND7, bylo pro všechny transfekce použito bezsérové diferenciační médium. Různá množství DNA a liposomů byla vložena na dno 7 ml sterilního zásobníku Bijou container (Bibby Sterilin Ltd., Staffordshire, UK), přičemž jednotlivé roztoky nebyly ve vzájemném kontaktu. DNA a liposomy byly spojeny přidáním 400 μΐ bezsérového diferenciačního média a mírným protřepáním. Směs DNA : liposomy byla inkubována při teplotě laboratoře 20 až 30 min před přidáním k buňkám. Směs DNA/liposomy byla potom přidána k buňkám a směs byla inkubována při 37 °C, 5 % CO2 2 hod a potom bylo médium nahrazeno kompletním médiem. O 24 až 48 hod později byly buňky fixovány a histochemieky zpracovány pro analýzu X-gal, jak je popsáno v McQuillin A a další, Optimalization of liposome mediated transfectison of a neuronal cell líne. Neuroreport 1997; 8. 1481 - 1484, nebo sklizeny na enzymatické testy na β-galaktosidázu (Promega Corp.).Since initial experiments showed that the presence of fetal bovine serum inhibited transfection of ND7 cells, serum-free differentiation medium was used for all transfections. Various amounts of DNA and liposomes were placed on the bottom of a 7 ml sterile Bijou container (Bibby Sterilin Ltd., Staffordshire, UK) with each solution not in contact with each other. DNA and liposomes were pooled by adding 400 μΐ serum-free differentiation medium and shaking gently. The DNA: liposome mixture was incubated at room temperature for 20 to 30 minutes before addition to the cells. The DNA / liposome mixture was then added to the cells and the mixture was incubated at 37 ° C, 5% CO 2 for 2 hours and then the medium was replaced with complete medium. 24-48 hours later, cells were fixed and histochemistry was processed for X-gal analysis as described in McQuillin A et al., Optimization of liposome mediated transfectison of a neuronal cell lazily. Neuroreport 1997; 8. 1481 - 1484, or harvested for β-galactosidase enzyme assays (Promega Corp.).

Počítání buněk se provádělo při čtyřicetinásobném zvětšení použitím inverzního mikroskopu Nikon Diaphot. Každá transfekce byla opakována alespoň třikrát a pro každou jamku byla provedena alespoň tři oddělená počítání,Cell counting was performed at 40x magnification using a Nikon Diaphot inverted microscope. Each transfection was repeated at least three times and at least three separate counts were performed for each well,

Transfekční komplexy obsahující testované peptidy byly vytvořeny následujícím způsobem. Různá množství peptidu byla vložena na dno sterilních polystyrénových nádobek vedle, ale nikoli v přímém kontaktu s 1 pg pCMVp, a oba roztoky byly smíseny přidáním 400 μΐ bezsérového média NGM. Komplexy byly inkubovány při teplotě laboratoře 10 min a potom byla přidána směs DC-Chol/DOPE. Komplex dDNA/peptid/liposomy byl potom inkubován při teplotě laboratoře 20 min a potom přidán k buňkám jako výše.Transfection complexes containing test peptides were generated as follows. Various amounts of peptide were placed on the bottom of sterile polystyrene vials next to, but not in direct contact with, 1 µg of pCMVp, and the two solutions were mixed by adding 400 µL of serum-free NGM medium. The complexes were incubated at room temperature for 10 min and then DC-Chol / DOPE was added. The dDNA / peptide / liposome complex was then incubated at room temperature for 20 min and then added to the cells as above.

Příklad 1Example 1

Test vazby DNADNA Binding Test

Mul je polykationtový peptid složený z 19 aminokyselin asociovaných s jaderným komplexem adenoviru (tabulka 1) (Anderson C.W., Young M.E., Flint S., J., Characterization of theMull is a polycationic peptide composed of 19 amino acids associated with the adenovirus core complex (Table 1) (Anderson C.W., Young M.E., Flint S., J., Characterization of the

-18CZ 298353 B6 adenovirus 2 virion protein, mu. Virology 1989; 172: 506 - 512; Hosokawa K., Sung M.T., Isolation and characterization of an extremely basic proteinfrom adenovirus type 5. Journal Of Virology 1976, 17. 924 - 934). Autoři vynálezu porovnávali schopnost vázat DNA peptidů Mul s hlavním kapsidovým proteinem Vpl myšího polyomaviru interakcí s plazmidovou DNA v testu gelové retardace. Vpl je peptid o délce 19 aminokyselin, který obsahuje signál nukleární lokalizace (Chang D., Cai X., Consigli R.A., Characterization of the DNA binding properties of polyomavirus capsid proteins. Journal of Virology 1993; 67: 6327 - 6331) a obsahuje méně pozitivně nabitých aminokyselin než peptid Mul. Bylo proto předpokládáno, že bude mít nižší schopnost vázat DNA.-18EN 298353 B6 adenovirus 2 virion protein, mu. Virology 1989; 172: 506-512; Hosokawa K., Sung M.T., Isolation and characterization of an extremely basic protein (adenovirus type 5) Journal of Virology 1976, 17, 924-934). The present inventors compared the ability to bind Mul1 peptide DNA to the murine polyomavirus major capsid protein Vp1 by interaction with plasmid DNA in a gel retardation assay. Vpl is a 19 amino acid peptide that contains a nuclear localization signal (Chang D., Cai X., Consigli RA, Characterization of DNA binding properties of polyomavirus capsid proteins. Journal of Virology 1993; 67: 6327-6331) and contains less positively charged amino acids than the Mul peptide. It was therefore expected to have a lower ability to bind DNA.

Tabulka 1: proteinové sekvence Mul a VP1Table 1: Protein sequences of Mul and VP1

Polypeptid Polypeptide Sekvence Sequence Mh Mh Poměr náboj/AA Charge / AA ratio Mu1 Mu1 NH2-Met-Arg-Arg-Ala-His-Hís-Arg-Arg-Arg-Arg- Ala-Ser-His-Arg-Arg-Meť-Arg-Gly-Gly-OH NH2-Met-Arg-Arg-Ala-His-His-Arg-Arg-Arg-Ala-Ser-His-Arg-Met-Arg-Gly-Gly-OH 2440 2440 0,63 0.63 VP1 VP1 NH?-Met-Ala-Pro-Lvs-Arq-Lvs-Ser-Glv-Val-Ser- Lys-Cys-Glu/rhr-Lys-Cvs-Thr-Pro-Pro-OH NH? -Met-Ala-Pro-Lvs-Arq-Lvs-Ser-Glv-Val-Ser- Lys-Cys-Glu / rhr-Lys-Cys-Thr-Pro-Pro-OH 2049 2049 0,26 0.26

Sekvence NLS v peptidů VP1 je odtržena.The NLS sequence in VP1 peptides is cut off.

Různá množství čištěného peptidů byla inkubována při laboratorní teplotě v HBS po dobu přibližně 10 min a potom analyzována elektroforéza na agarózovém gelu. Bez přidání peptidů migrovala nadšroubovicová a relaxovaná cirkulámí plazmidová DNA (pDNA) očekávaným způsobem (obr. 1, dráha 8).Various amounts of purified peptides were incubated at room temperature in HBS for about 10 min and then analyzed by agarose gel electrophoresis. Without the addition of peptides, supercoiled and relaxed circular plasmid DNA (pDNA) migrated as expected (Figure 1, lane 8).

Počínaje poměrem DNA : peptid Mul 1 : 0,25 (hmotn/hmotn.) byla zpomalována migrace plazmidové DNA (obr. 1). Migrace plazmidové DNA byla mírně ovlivňována při poměru 1 : 0,25 (hmotn./hmotn.), ale při poměru 1:0,5 (hmotn./hmotn.) byla migrace plazmidové DNA podstatně zpomalena a pouze velmi málo materiálu se dostalo mimo jamky. Při poměrech 2 : 1 a výše byla pDNA neschopná migrovat do agarózového gelu a byla snížena schopnost ethidiumbromidu vytvářet vnitřní cheláty s plazmidem. Naopak v případě Mul nebyl detekován žádný vliv na elektroforetickou pohyblivost plazmidové DNA $ Vpl při poměrech pDNA : protein až do l : 8 (hmotn./hmotn.) (obr. 1). Přidání 8 pg Vpl k 1 pg plazmidové DNA vedlo k rozšíření pruhu nadšroubovicové pDNA. Nebyl však pozorován žádný vliv na pruh relaxované pDNA s Vpl až do poměru 1 : 32 (hmotn./hmotn.) pDNA : protein. Při tomto poměru byly významně zpomalené pruhy jak nadšroubovicové, tak i relaxované pDNA, a určité množství DNA zůstalo zachyceno v jamce. Žádný vliv na elektroforetickou pohyblivost nebyl detekován v případě, když byla pDNA inkubována s BSA při poměrech až do 1 : 30 (hmotn./hmotn.) pDNA : protein (obr. 1).Starting with the DNA: peptide ratio of Mul 1: 0.25 (w / w), the migration of plasmid DNA was slowed (Fig. 1). Plasmid DNA migration was slightly affected at 1: 0.25 (w / w), but at 1: 0.5 (w / w), plasmid DNA migration was significantly slowed and only very little material was out holes. At ratios of 2: 1 and above, pDNA was unable to migrate to the agarose gel and reduced the ability of ethidium bromide to form internal chelates with the plasmid. In contrast, for Mul, no effect on the electrophoretic mobility of plasmid DNA $ Vp1 was detected at pDNA: protein ratios up to 1: 8 (w / w) (Fig. 1). Addition of 8 µg Vp1 to 1 µg of plasmid DNA resulted in an expansion of the supercoiled pDNA band. However, no effect on the relaxed pDNA band with Vpl up to 1: 32 (w / w) pDNA: protein was observed. At this ratio, both supercoiled and relaxed pDNA bands were significantly slowed, and some DNA remained trapped in the well. No effect on electrophoretic mobility was detected when pDNA was incubated with BSA at ratios up to 1:30 (w / w) pDNA: protein (Fig. 1).

Příklad 2Example 2

Transfekce nediferenciovaných buněk ND7Transfection of undifferentiated ND7 cells

Autoři zjišťovali schopnost peptidů Mul a Vpl zesilovat transfekci neuronální buněčné linie kationtovými liposomy pomocí testu β-galaktosidázového reporterového genu. Buňky ND7 byly transfekovány plazmidem pCMVp v komplexu s různými množstvími peptidů s DC-Chol/DOPE. Autoři vynálezu již dříve ukázali, že kationtový liposom DC-Cho/DOPE je schopen účinně transfekovat buněčnou linii ND7 odvozenou z neuronů (McQuillin A. a další, Optimalization of liposome mediated transfection of a neuronal cell line. Neuroreport 1997; 8: 1481The authors investigated the ability of the Mul and Vp1 peptides to enhance transfection of a neuronal cell line by cationic liposomes using a β-galactosidase reporter gene assay. ND7 cells were transfected with plasmid pCMVp complexed with different amounts of DC-Chol / DOPE peptides. The inventors have previously shown that the cationic liposome DC-Cho / DOPE is capable of effectively transfecting a neuronal derived ND7 cell line (McQuillin A. et al., Neuroreport 1997; 8: 1481).

-19CZ 298353 B6-19GB 298353 B6

1484). V této studii bylo zjištěno, že optimální účinnost (>40 %) byly získány u této buněčné linie odvozené z neuronů použitím 1 pg piazmidové DNA v komplexu s 3 pg DC-Chol/DOPE (McQuillin A. a další, Optimalization of liposome mediated transfection of aneuronal cell line. Neuroreport 1997; 8: 1481 - 1484). V současnosti se maximální úrovně exprese transferu dosahují mezi 48 až 60 hodinami po transfekci. Proto pro maximalizaci možnosti detekovat zlepšení transfekce se všechny testy prováděly během 12 až 20 hodin od transfekce v době, kdy byly nižší exprese reporterového genu. Již dříve autoři zjistili, že poměr pDNA: liposomy 1 : 3 (hmotn./hmotn.) je optimální pro transfekce v buňkách ND7 (McQuillin A. a další, Optimalization of liposome mediated transfection of a neuronal cell line. Neuroreport 1997; 8; 1.481 - 1484). Proto byl porovnáván vliv různých množství peptidu na transfekce při poměrech 1 : 3, 1 : 4 a 1 : 6 pDNA: CD-Chol/DOPE. Geiová retardační analýza ukázala, že přibližný poměr 1 :0,5 (hmotn./hmotn.), pDNA : Mul byl dostatečný pro vazbu v podstatě veškeré piazmidové DNA (obr. 1). Počáteční experimenty používající tento poměr a liposomy však účinnost transfekce neprokázaly (není ukázáno). Objemy použité pro tvorbu transfekčních komplexů byly mnohem větší než objemy použité pro provádění gelového retardačního testu (400 μΐ proti 20 μΐ). Proto autoři testovali větší množství Mul, který měl v roztoku podobnou koncentraci jako peptid použitý při gelovém retardačním testu. Byl porovnáván vliv 0,6, 6, 12 a 21 μg peptidu Mul na transfekce zprostředkované DC-Chol/DOPE. Bylo zjištěno, že Mul byl schopen zlepšit účinnosti transfekce zprostředkované kationtovými liposomy více než čtyřnásobně. Největší zlepšení účinnosti transfekce bylo dosaženo při relativních poměrech 1/12/6 pCMVp/Mul/(DC-Chol/DOPE) (hmotn./hmotn./hmotn.). Tato kombinace vedla k jedenáctinásobnému zvýšení transfekci ve srovnání se samotnou DNA (obr, 2).1484). In this study, it was found that optimal efficacy (> 40%) was obtained in this neuronal derived cell line using 1 µg of plasmid DNA complexed with 3 µg of DC-Chol / DOPE (McQuillin A. et al., Optimization of liposome mediated transfection of aneuronal cell line, Neuroreport 1997; 8: 1481-1484). Currently, maximum levels of transfer expression are reached between 48 and 60 hours after transfection. Therefore, to maximize the ability to detect improved transfection, all assays were performed within 12-20 hours of transfection at a time when reporter gene expression was lower. The authors have previously found that the pDNA: liposome ratio of 1: 3 (w / w) is optimal for transfection in ND7 cells (McQuillin A. et al., Neuroreport 1997; 8; 1.481 - 1484). Therefore, the effect of different amounts of peptide on transfections at 1: 3, 1: 4 and 1: 6 pDNA: CD-Chol / DOPE ratios was compared. Gei retardation analysis showed that the approximate ratio of 1: 0.5 (w / w), pDNA: Mul was sufficient to bind substantially all of the plasmid DNA (Fig. 1). Initial experiments using this ratio and liposomes, however, did not demonstrate transfection efficacy (not shown). The volumes used to form the transfection complexes were much larger than those used to perform the gel retardation test (400 μΐ vs 20 μΐ). Therefore, the authors tested a larger amount of Mul which had a similar concentration in solution as the peptide used in the gel retardation assay. The effect of 0.6, 6, 12 and 21 µg of Mul peptide on DC-Chol / DOPE-mediated transfections was compared. Mul was found to be able to improve cationic liposome-mediated transfection efficiencies by more than 4-fold. The greatest improvement in transfection efficiency was achieved at relative ratios of 1/12/6 pCMVp / Mul / (DC-Chol / DOPE) (w / w / w). This combination resulted in an eleven increase in transfection compared to DNA alone (Fig. 2).

Test na p-galaktosidázový reporterový gen poskytuje měřítko celkové hladiny vytvořené β-galaktosidázy, ale neposkytne žádnou informaci týkající se počtu transfekovaných buněk. Z toho důvodu byly také zjišťovány u transfekovaných buněk ND7 počtu buněk. Buňky byly zaočkovány na hustotu 4 x 104 do 24-jamkových kultivačních destiček. Po 24 hodinách byly destičky krátce promyty bezsérovým médiem a transfekovány pCMVp v komplexu s DOChol/DOPE a peptidem Mul. Jako poměry byly použity optimální poměry zjištěné testem reporterového genu 1:12:6, pCMVp : Mul : DC-Chol/DOPE. Použitím těchto poměrů bylo zjištěno šestinásobné zvýšení počtu buněk pozitivních na β-galaktosidázu (obr. 3 a 6). Při jakékoli z použitých koncentrací nebyly detekovány s komplexem Mul žádné zjevné úbytky buněk. Podobně nekolísala koncentrace proteinu v buněčných lyzátech použitých pro test β-galaktosidázového reporterového genu ve srovnání s netransfekovánými buňkami (údaje nejsou ukázány).The β-galactosidase reporter gene assay provides a measure of the total level of β-galactosidase generated but does not provide any information regarding the number of cells transfected. For this reason, ND7 cells were also counted in transfected ND7 cells. Cells were seeded at a density of 4 x 10 4 in 24-well culture plates. After 24 hours, the plates were washed briefly with serum-free medium and transfected with pCMVβ complexed with DOCho1 / DOPE and Mul peptide. Optimal ratios determined by the 1: 12: 6 reporter gene assay, pCMVp: Mul: DC-Chol / DOPE were used as ratios. Using these ratios, a 6-fold increase in the number of β-galactosidase positive cells was found (Figures 3 and 6). No apparent cell loss was detected with the Mul complex at any of the concentrations used. Similarly, the protein concentration in the cell lysates used for the β-galactosidase reporter gene assay did not vary compared to untransfected cells (data not shown).

Naopak v případě Vpl nebylo pozorováno žádné zvýšení účinnosti transfekce (obr. 4). Žádné zlepšení účinnosti transfekce ve srovnání se samotnou DNA nebylo také pozorováno s pCMVp v komplexu se samotným Mul.In contrast, no increase in transfection efficiency was observed with Vp1 (Fig. 4). No improvement in transfection efficiency compared to DNA alone was also observed with pCMVβ complexed with Mul alone.

Pro zjištění, zdaje možno dosáhnout zlepšené transfekce u jiných typů buněk, byly provedeny podobné analýzy na buňkách COS-7. Mul rovněž zlepšit transfekci v buňkách COS-7 zprostředkovanou liposomy (obr. 5). Stejný poměr pDNA : Mul : liposomy byl shledán jako optimální jak v případě buněk ND7, tak i buněk COS-7. Také byl pozorován podobný stupeň zlepšení (3,7 násobný) vzhledem k samotným kationtovým liposomům.Similar assays on COS-7 cells were performed to determine whether improved transfection in other cell types could be achieved. It also improved liposome-mediated transfection in COS-7 cells (Fig. 5). The same pDNA: Mul: liposome ratio was found to be optimal for both ND7 and COS-7 cells. A similar degree of improvement (3.7-fold) was also observed with respect to cationic liposomes alone.

Příklad 3Example 3

Transfekce u diferencovaných buněk ND7Transfection in differentiated ND7 cells

Autoři vynálezu také zjišťovali schopnost peptidu Mul zlepšovat transfekci zprostředkovanou kationtovými liposomy v diferencovaných buňkách ND7. Buněčná linie ND7 je odvozena z fúze primárních neuronů krysích ganglií dorsálního kořene (DRG) a myšího neuroblastomu N18Tg2 (Wood J.N. a další, Novel Cell-Lines Display Properties of Nocíceptive Sersory Neurons. Proceedings ofthe Royal Society of London Series B-Biological Sciences 1990; 241: 187-194).The inventors also investigated the ability of the Mul peptide to improve cationic liposome-mediated transfection in differentiated ND7 cells. The ND7 cell line is derived from a fusion of rat dorsal root ganglion (DRG) primary neurons and murine neuroblastoma N18Tg2 (Wood JN et al., Novel Cell-Lines Display Properties of Neoconsive Neurons. Proceedings of the Royal Society of London Series B-Biological Sciences 1990; 241: 187-194.

-20CZ 298353 B6-20EN 298353 B6

Buňky ND7 lze diferencovat řadou způsobů včetně odebrání séra, podání cAMP nebo vystavení snížené koncentraci séra plus cAMP a nervového růstového faktoru. Diferenciace buněk ND7 vede k expresi buněčných vlastností asociovaných s jiných rodičovskými nociceptivními senzorickými neurony včetně omezení buněčného dělení a zahájení růstu neuritů. Buňky ND7 byly zaočkovány do 24-jamkových kultivačních destiček a diferenciace probíhala o 24 hod. později. 15 až 20 hodin po nástupu diferenciace byla provedena transfekce jako výše. 15 až 20 hodin po transfekci byly buňky fixovány a zpracovány na histochemický test X-gal. V souladu s předchozími pozorováními docházelo ke značnému kolísání účinnosti tranfekce mezi těmito třemi diferencovanými skupinami. Buňky ND7 diferencované odebráním séra vykazovaly nej nižší míry transfekce (1,3 %), zatímco nej vyšší míry bylo možno pozorovat ve skupině cAMP (8%) prostředí hodnoty ve skupině s nízkou koncentrací séra/cAMP/NGF (4,7 %) (obr. 5). Za všech těchto tří podmínek však přidání polypeptidu Mul do transfekčního komplexu zlepšilo transdukci diferencovaných buněk ND7. U buněk ND7 diferencovaných buď samotným cAMP nebo expozici nízké hladiny séra/cAMP/NGF došlo k více než šesti násobnému výšení účinností (obr. 5). Největší zvýšení účinnosti však bylo možno pozorovat ve skupině diferencované zvýšení.ND7 cells can be differentiated in a variety of ways including serum collection, administration of cAMP, or exposure to decreased serum concentration plus cAMP and nerve growth factor. Differentiation of ND7 cells results in the expression of cellular properties associated with other parental nociceptive sensory neurons, including a reduction in cell division and initiation of neurite outgrowth. ND7 cells were seeded into 24-well culture plates and differentiated 24 hours later. 15 to 20 hours after the onset of differentiation, transfection was performed as above. 15-20 hours after transfection, cells were fixed and processed for X-gal histochemical assay. Consistent with previous observations, there was considerable variation in transfection efficiency between the three differentiated groups. ND7 cells differentiated by serum collection showed the lowest transfection rates (1.3%), while the highest rates were observed in the cAMP group (8%) of the low serum / cAMP / NGF group (4.7%) ( Fig. 5). However, under all three conditions, the addition of the Mul polypeptide to the transfection complex improved the transduction of differentiated ND7 cells. ND7 cells differentiated with either cAMP alone or low serum / cAMP / NGF exposure exhibited more than six-fold potency gains (Fig. 5). However, the greatest increase in efficacy was observed in the group of differentiated increases.

Komplexy peptidu Mul a DNAMul and DNA peptide complexes

Jak je ukázáno v příkladu 1 (analýza vazby DNA) použitím gelové elektroforézy, migrace plazmidové DNA byla výrazně omezena a pouze malé množství DNA migrovalo mimo jamky při poměru Mul : DNA více než 0,5 : 1,0 (hmotn./hrnotn.). To ukazuje, že peptid Mul silně interagoval s DNA a mohl neutralizovat a kondenzovat nukleové kyseliny za vytvoření malých částic vhodných pro podávání genů. Velikost částic Mul : DNA (MD) byla testována při rozmezí koncentrací Mul : DNA uvedeném na obr. 7.As shown in Example 1 (DNA binding analysis) using gel electrophoresis, migration of plasmid DNA was significantly reduced and only a small amount of DNA migrated out of the well at a Mul: DNA ratio of more than 0.5: 1.0 (w / w). . This demonstrates that the Mul peptide has strongly interacted with DNA and could neutralize and condense nucleic acids to form small particles suitable for gene delivery. The Mul: DNA particle size (MD) was tested over the Mul: DNA concentration range shown in Figure 7.

Částice MD byly připraveny míšením. Ve skutečnosti, příslušné alikvoty peptidu Mul v deionizované vodě byly přidány do plazmidové DNA (pCMVp) (konečná koncentrace 220 pg/ml) ve 20 mM pufru Hepes, pH 7,0. Po dobrém promísení byla každá směs inkubována 10 min při 20 °C. Ihned po inkubaci byla každá směs zředěna pufrem Hepes (konečná koncentrace DNA 24 g/ml) a vystavena analýza velikosti částic fotonovou korelační spektroskopií (N4 plus, Coulter). Všechna měření byla prováděna při 20 °C a údaje byly zaznamenávány při úhlu 90°. Pro výpočet střední velikosti částic a standardní distribuce (S.D.) byla použita unimodální analýza.The MD particles were prepared by mixing. In fact, appropriate aliquots of the Mul peptide in deionized water were added to plasmid DNA (pCMVβ) (final concentration 220 pg / ml) in 20 mM Hepes buffer, pH 7.0. After mixing well, each mixture was incubated at 20 ° C for 10 min. Immediately after incubation, each mixture was diluted with Hepes buffer (final DNA concentration 24 g / ml) and subjected to particle size analysis by photon correlation spectroscopy (N4 plus, Coulter). All measurements were taken at 20 ° C and data recorded at 90 °. Unimodal analysis was used to calculate mean particle size and standard distribution (S.D.).

Je zajímavé, že ačkoliv DNA navázaná na Mul vytvářela komplexy v celém testovaném rozmezí koncentrací, velkosti částic podstatně kolísala v závislosti na poměru Mul : DNA. Stabilní, malé nanočástice se tvořily při poměru Mul: DNA 0,3 až 1,2 (rozmezí L) a vyšší než 5 (rozmezí H). Mezilehlé poměry vedly ke značné agregaci, při které velikost částic komplexu rostla po dobu inkubace za dosažení velikosti více než 2 pm (obr. 7).Interestingly, although the Mul-bound DNA formed complexes over the entire concentration range tested, the particle size varied significantly depending on the Mul: DNA ratio. Stable, small nanoparticles formed at a Mul: DNA ratio of 0.3 to 1.2 (range L) and greater than 5 (range H). Intermediate ratios resulted in considerable aggregation at which the particle size of the complex increased over the incubation period to reach a size of more than 2 µm (Fig. 7).

Příklad 4Example 4

Příprava LMD v rozmezí LLMD preparation in the L range

Autoři zjišťovali, zda komplexy liposom-Mul-DNA s nízkým poměrem MD : DNA by mohly tvořit stabilní nanočástice, a zda by měly výsledné částice komplexi dobré transfekční aktivity.The authors investigated whether liposome-Mul-DNA complexes with a low MD: DNA ratio could form stable nanoparticles and whether the resulting particles would have a good transfection activity complex.

Příprava liposomů: DC-Chol (30 pmol) a DOPE (20 pmol) byly kombinovány v dichloromethanu. Organické rozpouštědlo bylo odstraněno za sníženého tlaku s použitím rotační odparky a zbytek byl sušen 3 hod ve vakuu. Potom byl přidán k filmu lipidu 4mM pufr Hepes, pH 7,0 (3 ml), za silného míchání. Po krátké sonikaci (2 až 3 min) byla získaná suspenze kationtových liposomů třikrát extrudována na zařízení Extruder device (Lipex Biomembranes) přes dva na sobě naskládané polykarbonátové filtry (0,2 pm Millipore) a potom desetkrát přes dva na sebe položené polykarbonátové filtry (0,1 pm Millipore) za vytvoření malých liposomů (střední průměr 109 nm při měření PCS) (přibližně 8 až 10 mg/ml v závislostí na preparátu).Liposome preparation: DC-Chol (30 pmol) and DOPE (20 pmol) were combined in dichloromethane. The organic solvent was removed under reduced pressure using a rotary evaporator and the residue was dried under vacuum for 3 hours. Then, 4 mM Hepes buffer, pH 7.0 (3 mL) was added to the lipid film with vigorous stirring. After a short sonication (2-3 min), the obtained cationic liposome suspension was extruded three times on an Extruder device (Lipex Biomembranes) through two stacked polycarbonate filters (0.2 µm Millipore) and then ten times over two stacked polycarbonate filters (0 1 µm Millipore) to form small liposomes (mean diameter 109 nm as measured by PCS) (approximately 8 to 10 mg / ml depending on the preparation).

-21 CZ 298353 B6-21 GB 298353 B6

Příprava komplexů liposom : Mul : DNA (LMD): Peptid Mul (0,12 mg v deionizované vodě, koncentrace peptidu 3,5 mg/ml) byl přidán k roztoku plazmidové DNA (pCFl-CAT) (0,2 mg, koncentrace plazmidu typicky 1,0 mg/ml) v 4mM pufru Hepes za trvalého silného míchání. Suspenze kationtových liposomú (celkové množství lipidu 2,4 mg, 4 pmol) byla ke směsi přidána za vytvoření malých částic s úzkou distribucí velikosti (168 nm ± 58 nm) při měření metodou PCS. Tyto LMD (konečná koncentrace DNA 0,14 mg/ml) byly uchovávány při -80 °C s přídavkem 10% sacharózy (hmotn./obj.) až do použití, V průběhu jednoho měsíce nebyla pozorována žádná změna velikosti částic.Preparation of liposome: Mul: DNA (LMD) complexes: Mul peptide (0.12 mg in deionized water, peptide concentration 3.5 mg / ml) was added to plasmid DNA solution (pCF1-CAT) (0.2 mg, plasmid concentration) typically 1.0 mg / ml) in 4 mM Hepes buffer with vigorous stirring. A cationic liposome suspension (total lipid amount of 2.4 mg, 4 pmol) was added to the mixture to form small particles with a narrow size distribution (168 nm ± 58 nm) as measured by PCS. These LMDs (final DNA concentration 0.14 mg / ml) were stored at -80 ° C with the addition of 10% sucrose (w / v) until use. No particle size change was observed within one month.

Komplexy liposom : DNA (LD) (lipoplexy) byly připraveny pro kontrolní experimenty s použitím poměru liposom : DNA 3 : 1 (hmotn./hmotn.), což je optimální složení pro transfekci buněk ND7.Liposome: DNA (LD) complexes (lipoplexes) were prepared for control experiments using a 3: 1 liposome: DNA (w / w) ratio, which is the optimal composition for transfection of ND7 cells.

Transfekce buněk ND7: Buňky ND7 byly zaočkovány do normálního růstového média (NGM) (s 10 % séra) na hustotu přibližně 4 x 104 buněk na jamku, ve 24-jamkové kultivační destičce. Po 24 hod byly buňky promyty krátkým vystavením média NGM (bez séra) a potom byly smíseny s roztoky obsahujícími komplex LMD nebo LD předem zředěnými NGM (bez séra) (ve všech případech byla konečná koncentrace NDA 3,2 pg/ml) po uvedené doby. Buňky byly potom znovu promyty a inkubovány před sklizní dalších 48 hod. Míry transfekce byly zjišťovány enzymatickým testem na chloramfenikoltransferázu (CAT) s použitím 14C-CAM jako substrátu (Promega). Transfekční aktivita byla vyjádřena jako procento konverze vloženého 14C-CAM prostřednictvím enzymu.ND7 cell transfection: ND7 cells were seeded in normal growth medium (NGM) (with 10% serum) to a density of approximately 4 x 10 4 cells per well, in a 24-well culture plate. After 24 hours, cells were washed by brief exposure to NGM (serum free) medium and then mixed with solutions containing LMD or LD complex previously diluted with NGM (serum free) (in all cases, the final NDA concentration was 3.2 pg / ml) for the indicated time. . The cells were then washed again and incubated before harvesting for an additional 48 hours. The transfection rates were determined by the chloramphenicol transferase (CAT) enzyme assay using 14 C-CAM as a substrate (Promega). Transfection activity was expressed as a percentage of the conversion of the 14 C-CAM inserted by the enzyme.

Autoři vynálezu nalezli mnohem vyšší expresi reporterového genu při transfekci zprostředkované LMD ve srovnání s LD. Transfekce LMD totiž vedla k šestinásobné enzymatické aktivitě CAT po době transfekce 10 min a šestinásobné aktivitě po době transfekce 60 min ve srovnání s transfekci zprostředkovanou LD (obr. 8). Významná transfekce byla pozorována v případě LMD i v případě, kdy byla doba transfekce pouze 10 min. Tyto údaje ukazují, jak rychle jsou schopny částice LMD vstupovat do buněk.We have found a much higher expression of the reporter gene in LMD-mediated transfection compared to LD. Indeed, LMD transfection resulted in a 6-fold enzymatic activity of CAT after a transfection time of 10 min and a 6-fold activity after a transfection time of 60 min compared to transfection mediated by LD (Fig. 8). Significant transfection was observed for LMD even when the transfection time was only 10 min. These data show how quickly LMD particles are able to enter cells.

Příklad 5Example 5

Změny kationtového lipidu (cytofektinu)Changes of cationic lipid (cytofectin)

Autoři vynálezu zjišťovali, zda by mohly být komplexy LMD vylepšeny zavedením polykationtových cholesterolových lipidů (WO 97/45442). Pro přípravu kationtových liposomú byly použity lipidy CDAN (Β 198), ACHx (CJE52) a CTAP (B232) (obr. 9) namísto CD-Chol. Každý systém kationtového liposomú byl složen ze 60 molárních procent kationtového lipidu a 40 molárních procent DOPE a připraven podle popisu v příkladu 4. Byly připraveny následující rozdílné systémy komplexu LMD, které byly vzájemně porovnávány: LMD (DC-Chol), LMD (B198), LMD (CJE52) a LMD (B232). Všechny systémy LMD byly připraveny s kationtovými liposomy (celkové množství lipidu 20 pmol) a 0,6 mg peptidu Mul na 1,0 mg DNA (pCMVp), jak bylo popsáno výše. Ukázalo se, že částice mají průměr nižší než 200 nm.The inventors investigated whether LMD complexes could be improved by the introduction of polycationic cholesterol lipids (WO 97/45442). CDAN (Β198), ACHx (CJE52) and CTAP (B232) lipids (Fig. 9) were used instead of CD-Chol for the preparation of cationic liposomes. Each cationic liposome system was composed of 60 mole percent cationic lipid and 40 mole percent DOPE and prepared as described in Example 4. The following different LMD complex systems were prepared and compared to each other: LMD (DC-Chol), LMD (B198), LMD (CJE52) and LMD (B232). All LMD systems were prepared with cationic liposomes (total lipid 20 pmol) and 0.6 mg of Mul peptide per 1.0 mg of DNA (pCMVβ) as described above. The particles have been shown to have a diameter of less than 200 nm.

Komplexní směsi liposom : DNA (LD) (lipoproxy) byly připraveny pro kontrolní experimenty s poměrem liposom : DNA 3 : 1 (hmotn./hmotn.), což je optimální složení pro transfekci buněk ND7.Complex liposome: DNA (LD) (lipoproxy) mixtures were prepared for control experiments with a liposome: DNA ratio of 3: 1 (w / w), which is the optimal composition for transfection of ND7 cells.

Transfekce buněk ND7: Buňky ND7 byly zaočkovány v médiu NGM (s 10% sérem) na hustotu přibližně 4 x 104 buněk na jamku, ve 24-jamkové kultivační destičce. Po 24 hodinách byly buňky promyty krátkým vystavením médiu NGM (bez séra) a potom smíseny s roztoky s obsahem komplexů LMD nebo LD (předředěným NGm (bezsérovým)) (konečná koncentrace DNA ve všech případech 2,5 pg/ml) a inkubovány 1 hod. Buňky byly potom znovu promyty a inkuboványND7 cell transfection: ND7 cells were seeded in NGM medium (with 10% serum) to a density of approximately 4 x 10 4 cells per well, in a 24-well culture plate. After 24 hours, cells were washed by brief exposure to NGM medium (serum free) and then mixed with solutions containing LMD or LD complexes (pre-diluted NGm (serum free)) (final DNA concentration in all cases 2.5 pg / ml) and incubated for 1 hour. The cells were then washed again and incubated

-22CZ 298353 B6 dalších 48 hod před zpracováním pro histochemické barvení X-gal. Počet buněk zbarvených modře byl počítán pod inverzním mikroskopem.-22GB 298353 B6 48 hours prior to processing for X-gal histochemical staining. The number of blue cells was counted under an inverted microscope.

Ve všech případech pracovaly formulace LMD lépe než odpovídající systémy LD připravené se stejnými polykationtovými cholesterolovými lipidy (obr. 10). Pořadí účinnost transfekce bylo LMD (B198) > LMD (DC-Chol) > LMD (CJE52) LMD (B232). Stejné pořadí, Β198 > DC-Chol > B232 bylo pozorováno s odpovídajícími systémy LD.In all cases, the LMD formulations worked better than the corresponding LD systems prepared with the same polycationic cholesterol lipids (Fig. 10). The order of transfection efficiency was LMD (B198)> LMD (DC-Chol)> LMD (CJE52) LMD (B232). The same order, Β198> DC-Chol> B232, was observed with the corresponding LD systems.

Příklad 6Example 6

Množství peptidu Mul v rozmezí LThe amount of Mul peptide in the range of L

Autoři vynálezu testovali vliv poměru Mul : DNA (v rozmezí L na obr. 7) na transfekční aktivitu.The authors tested the effect of the Mul: DNA ratio (in the L range in Fig. 7) on transfection activity.

Kationtové liposomy složené z kationtového lipidu B198 a DOPE (3 : 2 mol/mol) byly připraveny stejným způsobem jako bylo popsáno v příkladu 4. Byla připravena řada komplexních směsí MD (poměr Mul : DNA od 0,3 do 1,2) a byly vytvořeny komplexy skationtovým liposomem. Získané systémy LMD byly složeny z liposomů : Mul : DNA (pCMVp) v poměrech 12 : 0,3 :1,12: 0,6 : 0,6, 12 : 0,9 : a 12 : 1,2 : 1 hmotn./hmotn./hmotn. Změřené velikosti částic LMD byly přibližně 150 nm.Cationic liposomes composed of cationic lipid B198 and DOPE (3: 2 mol / mol) were prepared in the same manner as described in Example 4. A number of complex MD mixtures (Mul: DNA ratio from 0.3 to 1.2) were prepared and were formed by cationic liposome complexes. The obtained LMD systems were composed of liposomes: Mul: DNA (pCMVp) in ratios of 12: 0.3: 1.12: 0.6: 0.6, 12: 0.9: and 12: 1.2: 1 wt. /hmotn./hmotn. The LMD particle sizes measured were approximately 150 nm.

Transfekční aktivity byly vyhodnoceny in vitro s použitím buněk Panc-1 (lidská buněčná linie rakoviny pankreatu). Buňky byly zaočkovány na přibližnou hustotu 5 x 104 na jamku ve 24-jamkové kultivační destičce v médiu RPMI doplněném 10 % FCS a pěstovány 24 hod v přítomnosti 5 % CO2 při 37 °C. Buňky byly promyty krátkým vystavení médiu RPMI a potom smíseny s roztoky komplexů LMD předředěným RPMI (konečná koncentrace DNA 5,0 pg/ml ve všech případech) po dobu 30 min. Buňky byly potom znovu promyty a inkubovány dalších 48 hod v médiu RPMI doplněném 10 % FCS před sklizením a testováním enzymatické aktivity β-galaktosidázy použitím standardního testovacího kitu (Promega).Transfection activities were evaluated in vitro using Panc-1 cells (human pancreatic cancer cell line). Cells were seeded at approximately 5 x 10 4 per well in a 24-well culture plate in RPMI medium supplemented with 10% FCS and grown for 24 hours in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. Cells were washed by brief exposure to RPMI medium and then mixed with LMD complex solutions pre-diluted with RPMI (final DNA concentration 5.0 µg / ml in all cases) for 30 min. The cells were then washed again and incubated for an additional 48 hours in RPMI medium supplemented with 10% FCS prior to harvesting and assaying for β-galactosidase enzymatic activity using a standard assay kit (Promega).

Jakje ukázáno na obr. 11, optimální poměr liposom : Mul : DNA pro transfekci buněk Panc-1 byl nalezen jako 12 : 0,6 : 0,6. Jinak dosahovaly komplexy LMD s těmito nízkými obsahy Mul vynikajících výsledků transfekce.As shown in Figure 11, the optimal liposome: Mul: DNA ratio for transfection of Panc-1 cells was found to be 12: 0.6: 0.6. Otherwise, LMD complexes with these low levels of Mul achieved excellent transfection results.

Příklad 7Example 7

Množství a složení lipidůQuantity and composition of lipids

Pro zjišťování vlivu změny poměru kationtového lipidu k DOPE stejně jako poměru celkového lipidu kMul a DNA byla připravena řada systémů LMD s použitím B198 jako výhodného kationtového lipidu. Byly připraveny kationtové liposomy složené ze 60molárních% B198 a 40 molámích % DOPE (3 : 2 mol/mol), 50 molámích % B198 a 50 molámích % DOPE (1:1 mol/mol) a 33 molámích % B198 a 67 molámích % DOPE (1:2 mol/mol), které byly kombinovány se standardní komplexní směsí MD (Mul : DNA 0,6 : 1 hmotn./hmotn). v poměrech uvedených na obr. 12 způsobem popsaným v příkladu 4.To determine the effect of changing the ratio of cationic lipid to DOPE as well as the ratio of total lipid to muI and DNA, a number of LMD systems were prepared using B198 as the preferred cationic lipid. Cationic liposomes composed of 60 molar% B198 and 40 molar% DOPE (3: 2 mol / mol), 50 molar% B198 and 50 molar% DOPE (1: 1 mol / mol) and 33 molar% B198 and 67 molar% DOPE were prepared. (1: 2 mol / mol), which were combined with a standard MD complex complex (Mul: DNA 0.6: 1 w / w). in the proportions shown in FIG. 12 as described in Example 4.

Pro kontrolní experimenty byly připraveny komplexní směsi liposom ; DNA (LD) (lipoplexy) s poměrem liposom : DNA 3 : 1 (hmotn./hmotn.). Bylo zjištěno, že všechny systémy LMD mají větší průměrnou velikost, jestliže byla do komplexu s komplexy MD přivedena nižší množství kationtových liposomů. Velikost částic LMD složených z více než 12 pmol lipidů/mg DNA však zůstaly nižší než 200 nm, zatímco částice obsahující 12 až 6 pmol lipidů/mg DNA měly velikost větší. V některých případech byla v průběhu přípravy systémů LMD složených ze 6 pmol lipidů/mg DNA pozorována viditelná agregace.Complex liposome mixtures were prepared for control experiments; DNA (LD) (lipoplexes) with a liposome: DNA ratio of 3: 1 (w / w). All LMD systems were found to have a larger average size when lower amounts of cationic liposomes were added to the MD complexes. However, the particle size of the LMDs composed of more than 12 pmol lipids / mg DNA remained less than 200 nm, while the particles containing 12 to 6 pmol lipids / mg DNA were larger in size. In some cases, visible aggregation was observed during the preparation of LMD systems composed of 6 pmol lipids / mg DNA.

-23CZ 298353 B6-23EN 298353 B6

Transfekční aktivity byly zjišťovány použitím Panc-1 (obr. 12). Buňky byly zaočkovány na přibližnou hustotu 5 x 104 na jamku ve 24-jamkové kultivační destičce v médiu DMEM doplněném 10% FCS a pěstovány 24 hod v přítomnosti 5% CO2 při 37 °C. Buňky byly promyty krátkým vystavením médiu DMEM a potom smíšeny s roztoky s obsahem komplexů LMD nebo 5 LD předředěnými médiem DMEM (konečná koncentrace DNA ve všech případech 5,0 pg/ml po dobu 2 hod). Buňky byly potom znovu promyty a inkubovány dalších 48 hod v médiu DMEM doplněném 10% FDS před sklizní a testováním na enzymatickou aktivitu β-galaktosidázy použitím standardního testovacího kitu (Promega),Transfection activities were determined using Panc-1 (Fig. 12). Cells were seeded at an approximate density of 5 x 10 4 per well in a 24-well culture plate in DMEM medium supplemented with 10% FCS and cultured for 24 hours in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. Cells were washed by brief exposure to DMEM and then mixed with solutions containing LMD or 5 LD complexes diluted with DMEM (final DNA concentration in all cases 5.0 µg / ml for 2 hr). The cells were then washed again and incubated for an additional 48 hours in DMEM supplemented with 10% FDS prior to harvesting and assaying for β-galactosidase enzymatic activity using a standard assay kit (Promega).

Maximální transfekční aktivita nebyla významně odlišná u těchto tří testovaných formulací s odlišným poměrem lipidu k DOPE. V případě systémů LMD připravených s poměrem B198 : DOPE (1 : 2 mol/mol) byla dosažena maximální transfekce při poměru liposom ; DNA přibližně 12, 5 pmol lipidu/mg DNA. Transfekční aktivity systémů LMD připravených s poměrem B198 : DOPE (3 : 2 mol/mol) a B198 : DOPE (2 : 2 mol/mol) dosáhly ustálené hladiny při poměrech liposom : DNA vyšších než 123,5 pmol lipidu/mg DNA. Všechny analyzované systémy LMD měly sklon vykazoval nízké transfekční aktivity při nízkých poměrech liposom ; DNA (obr. 12). Předpokládá se, že formulace LMD složené s nízkým množstvím peptidu Mul by měly potřebovat větší množství kationtových liposomů ve srovnání s formulacemi připravenými s použitím vyšších množství peptidu Mul, aby bylo dosaženo pro případné systémy LMD úplné 20 transfekční aktivity.The maximum transfection activity was not significantly different in the three formulations tested with different lipid to DOPE ratio. For LMD systems prepared with a B198: DOPE ratio (1: 2 mol / mol), maximum transfection was achieved at the liposome ratio; DNA of approximately 12.5 pmol lipid / mg DNA. The transfection activities of LMD systems prepared with a ratio of B198: DOPE (3: 2 mol / mol) and B198: DOPE (2: 2 mol / mol) reached steady state levels at liposome: DNA ratios above 123.5 pmol lipid / mg DNA. All LMD systems analyzed tended to exhibit low transfection activities at low liposome ratios; DNA (FIG. 12). It is contemplated that LMD formulations composed of low amounts of Mul peptide should need more cationic liposomes compared to formulations prepared using higher amounts of Mul peptide to achieve complete 20 transfection activity for possible LMD systems.

Příklad 8Example 8

Srovnání peptidu Mul s protaminemComparison of the Mul peptide with the protamine

Protamin je v případě se vyskytující kationtový peptid, který se nalézá ve velkém množství 25 v rybím spermatu, a má silnou schopnost neutralizovat a kondenzovat DNA. Transfekční aktivita protaminu byla srovnávána s aktivitou peptidu Mul. Peptid Mul nebo protaminsulfát (Sigma, třída X z lososa) byly přivedeny do komplexu s DNA (pCMVp) a potom kationtovými liposomy (B198 : DOPE v poměru 3 : 2 mol/mol) za poskytnutí poměru liposom : peptid : DNA 12 : 0,6 : 1 (hmotn./hmotn./hmotn.).Protamine is the occurring cationic peptide that is found in large quantities in 25 fish sperm and has a strong ability to neutralize and condense DNA. Protamine transfection activity was compared to that of the Mul peptide. Peptide Mul or protamine sulfate (Sigma, salmon class X) was complexed with DNA (pCMVp) and then cationic liposomes (B198: DOPE at 3: 2 mol / mol) to give a liposome: peptide: DNA ratio of 12: 0, 6: 1 (w / w / w).

Transfekční aktivity byly zjišťovány v buňkách Swiss 3T3. Buňky byly zaočkovány na přibližnou hustotu 2 x 104 na jamku ve 24-jamkové kultivační destičce v DMEM doplněném 10% FCS a pěstovány 48 hod pro dosažení konfluence v přítomnosti 5% CO2 při 37 °C. Buňky byly promyty krátkým vystavením médiu DMEM a potom smíseny s roztoky obsahujícími komplexy 35 LMD nebo LD předředěnými médiem DMEM (konečná koncentrace DNA ve všech případechTransfection activities were detected in Swiss 3T3 cells. Cells were seeded at approximately 2 x 10 4 per well in a 24-well culture plate in DMEM supplemented with 10% FCS and cultured for 48 hours to achieve confluency in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. Cells were washed by brief exposure to DMEM medium and then mixed with solutions containing 35 LMD or LD complexes with pre-diluted DMEM medium (final DNA concentration in all cases).

5,0gg/ml) po dobu 1 nebo 2 hod. Buňky byly potom znovu promyty a inkubovány dalších 48 hod v médiu DMEM doplněném 10% FCS před sklizní. Míra enzymatické aktivity β-galaktosidázy byla zjišťována standardním testovacím kitem (Promega).The cells were then washed again and incubated for an additional 48 hours in DMEM supplemented with 10% FCS prior to harvesting. The degree of β-galactosidase enzymatic activity was determined using a standard assay kit (Promega).

Jak je ukázáno v obr. 13, komplexy s obsahem peptidu Mu 1 prokázaly lepší transfekci těchto konfluentních buněk než komplexy s obsahem proteminu.As shown in Figure 13, the Mu 1 peptide complexes showed better transfection of these confluent cells than the protemine complexes.

Příklad 9Example 9

Alternativní katíontové peptidyAlternative cationic peptides

Pro zjišťování vlivu různých alternativních kationtových peptidu na transfekční aktivity byla připravena řada komplexů liposom : kationtový peptid : DNA a in vitro byly analyzovány jejich relativní transfekční schopnosti. Peptidy byly polylysinhydrochlorid (průměrná molekulová hmotnost 3970, Sigma), polyargininhydrochlorid (průměrná molekulová hmotnost 11 800, Sigma), peptid odvozený od proteinu V, pV (p5, sekvence ukázána dále) a peptidový analog Mul (V, sekvence ukázána dále) a samotný peptid Mul. Peptid p5 peptid a peptid V byly syntetizovány použitím stejné metody syntézy peptidů na pevné fázi jaká byla použita pro přípravu peptidu Mul.A number of liposome: cationic peptide: DNA complexes were prepared to assess the effect of various alternative cationic peptides on transfection activities and their relative transfection capabilities were analyzed in vitro. The peptides were polylysine hydrochloride (average molecular weight 3970, Sigma), polyarginine hydrochloride (average molecular weight 11,800, Sigma), protein derived from protein V, pV (p5, sequence shown below) and peptide analogue Mul (V, sequence shown below) and itself peptide Mul. The peptide p5 peptide and peptide V were synthesized using the same solid phase peptide synthesis method used to prepare the Mul peptide.

-24CZ 298353 B6-24GB 298353 B6

Každý peptid byl kombinován skationtovým liposomem (DC-Chol : DOPE 3 : 2 mol/mol) a DNA (pCMVp) v poměru liposom : peptid : DNA 12 : 0,6 : 1 (hmotn./hmotn./hmotn.) jak je popsáno v příkladu 4. Transfekční aktivity byly testovány použitím buněk HeLa (lidské epiteliál5 ní buňky). Tyto buňky byly zaočkovány na přibližnou hustotu 5 x 104 na jamku ve 24-jamkové kultivační destičce v médiu DMEM doplněném 10% FCS a pěstovány 24 hod v přítomnosti 5% CO2 při 37 °C. Buňky byly promyty krátkým vystavením médiu DMEM a potom smíseny s roztoky obsahujícími komplexy LMD nebo LD, předředěnými médiem OPTIMEM (Gibco) (konečná koncentrace DNA ve všech případech 1,0 pg/ml) po dobu 30 min. Buňky byly potom 10 znovu promyty a inkubovány dalších 48 hod v médiu DMEM doplněném 10% FCS před sklizní.Each peptide was combined with a cationic liposome (DC-Chol: DOPE 3: 2 mol / mol) and DNA (pCMVp) in a liposome: peptide: DNA ratio of 12: 0.6: 1 (w / w / w) as is as described in Example 4. Transfection activities were tested using HeLa cells (human epithelial cells). These cells were seeded at an approximate density of 5 x 10 4 per well in a 24-well culture plate in DMEM medium supplemented with 10% FCS and cultured for 24 hours in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. Cells were washed by brief exposure to DMEM and then mixed with solutions containing LMD or LD complexes, diluted with OPTIMEM (Gibco) (final DNA concentration in all cases 1.0 pg / ml) for 30 min. The cells were then washed 10 again and incubated for an additional 48 hours in DMEM medium supplemented with 10% FCS before harvest.

Míra enzymatické aktivity β-galaktosidázy byly zjišťována standardním testovacím kitem (chemiluminescence, Roche).The degree of β-galactosidase enzymatic activity was determined by a standard test kit (chemiluminescence, Roche).

Jak je ukázáno na obr. 14, kationtové peptidy odvozené z adenoviru (Mul a p5) a analog Mul 15 (V) ukázaly vynikající transfekční aktivitu ve srovnání s komplexy připravenými s použitím syntetických kationtových polypeptidu, polylysinu a polyargininu.As shown in Figure 14, cationic peptides derived from adenovirus (Mul and p5) and analogue Mul 15 (V) showed excellent transfection activity as compared to complexes prepared using synthetic cationic polypeptides, polylysine and polyarginine.

Aminokyselinová sekvence peptidu p5, V a Mul.The amino acid sequence of peptides p5, V and Mul.

P5; RPRRRATTRRRTTTGTRRRRRRRP5; RPRRRATTRRRTTTGTRRRRRRR

V; VRRVHHRRRRVSHRRVRGGIN; VRRVHHRRRRVSHRRVRGG

Mu 1; MRRAHHRRRRASHRRMRGGMu 1; MRRAHHRRRRASHRRMRGG

Příklad 10Example 10

Porovnání s komplexem Transfast použitím Panc-1Comparison with Transfast using Panc-1

LMD a LD byly připraveny stejným způsobem popsaným v příkladu 4 kromě použití pCMVp.LMD and LD were prepared in the same manner as described in Example 4 except for the use of pCMVβ.

Komplex DNA Transfast (Promega) byl připraven podle protokolu výrobce,DNA Transfast (Promega) was prepared according to the manufacturer's protocol,

Transfekční aktivity byly vyhodnocovány in vitro použitím buněk Panc-1. Buňky byly zaočková30 ny na přibližnou hustotu 5 x 104 na jamku ve 24-jamkové kultivační destičce v Médiu RPMI doplněném 10% FCS a pěstovány 24 hod v přítomnosti 5% CO2 při 37 °C. Buňky byly promyty krátkým vystavením médiu RPMI a potom smíseny s roztoky obsahujícími komplexy LMD nebo LD předředěnými médiem RPMI (konečná koncentrace DNA ve všech případech 5,0 μg/ml) po uvedené doby. Buňky byly potom znovu promyty a inkubován dalších 48 hod v médiu RPMI 35 doplněném 10% FCS před sklizní. Hladina enzymatické aktivity β-galaktosidázy byla zjišťována standardním testovacím kitem (Promega). Transfekce komplexem Transfast : DNA byla prováděna v bezsérovém médiu (optimální podmínky) po dobu 1 hod.Transfection activities were evaluated in vitro using Panc-1 cells. Cells were seeded at approximately 5 x 10 4 per well in a 24-well culture plate in RPMI Medium supplemented with 10% FCS and grown for 24 hours in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. Cells were washed by brief exposure to RPMI medium and then mixed with solutions containing LMD or LD complexes diluted with RPMI medium (final DNA concentration in all cases 5.0 µg / ml) for the indicated time. The cells were then washed again and incubated for an additional 48 hours in RPMI 35 supplemented with 10% FCS before harvest. The level of β-galactosidase enzymatic activity was determined using a standard assay kit (Promega). Transfection with Transfast: DNA was performed in serum-free medium (optimal conditions) for 1 hour.

Jak je ukázáno na obr. 15, LMD ukázal lepší transfekční aktivitu než komplex Transfast: DNA a 40 LD. Tyto výsledky jsou zcela v souladu s výsledky nalezenými u buněk ND-7.As shown in Figure 15, LMD showed better transfection activity than the Transfast: DNA and 40 LD complex. These results are fully consistent with those found in ND-7 cells.

Příklad 11Example 11

Srovnání s Lipofectaminem použitím lidských bronchiálních buněkComparison with Lipofectamine using human bronchial cells

Transfekční aktivita komplexů LMD byla srovnávána s aktivitou Lipofectaminu (Gibco) v komplexu s DNA použitím buněk HBE (buňky lidského bronchiálního epitelu).The transfection activity of LMD complexes was compared to that of Lipofectamine (Gibco) complexed with DNA using HBE (human bronchial epithelial cells) cells.

Buňky byly zaočkovány do 12-jamkové kultivační destičky v médiu DMEM doplněném 10% FCS a pěstovány 24 hod v přítomnosti 5% CO2 při 37 °C. Buňky byly promyty krátkým 50 vystavením médiu DMEM a potom smíseny s roztoky obsahujícími buď LMD (příprava jako v příkladu 4) nebo LD (příprava z komplexu lipofectamin : DNA 12 : 1 hmotn./hmotn.), předředěnými médiem OPTIMEM (Gibco) (konečná koncentrace DNA ve všech případechCells were seeded in a 12-well culture plate in DMEM supplemented with 10% FCS and cultured for 24 hours in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C. Cells were washed by brief 50 exposure to DMEM and then mixed with solutions containing either LMD (preparation as in Example 4) or LD (preparation from lipofectamine: DNA 12: 1 w / w complex), diluted with OPTIMEM medium (Gibco) (final). DNA concentration in all cases

-25CZ 298353 B6-25GB 298353 B6

5,0pg/ml) po uvedené doby (viz obr. 16). Buňky byly potom znovu promyty a inkubovány dalších 48 hodin v médiu DMEM doplněném 10% FCS před zpracováním na histochemické barvení X-gal.5.0 µg / ml) over the indicated times (see Fig. 16). The cells were then washed again and incubated for an additional 48 hours in DMEM medium supplemented with 10% FCS before processing for X-gal histochemical staining.

LMD ukázal lepší transfekční schopnost než lipofectamin (obr, 16) a rovněž ukázal rychlejší přijímání buňkami HBE. Podobné výsledky byly pozorovány u buněk ND7 a Panc-1.LMD showed better transfection ability than lipofectamine (Fig. 16) and also showed faster uptake by HBE cells. Similar results were observed in ND7 and Panc-1 cells.

Příklad 12Example 12

Porovnání s činidlem LT1 použitím krysího mozku; expriment ex vivoComparison with LT1 using rat brain; expriment ex vivo

Autoři vynálezu testovali transfekční aktivity v organotypických kulturách z krysího mozku s použitím reportérové DNA (pCMVp) s cílem napodobit modle in vivo. Řezy mozku byly udržovány na transparentních porézních membránách a byly sledovány pro udržení jejich vnitřní konektivity a buněčné architektury ve velké míře.The inventors tested transfection activities in organotypic cultures from rat brain using reporter DNA (pCMVβ) to mimic the model in vivo. Brain sections were maintained on transparent porous membranes and were monitored to maintain their internal connectivity and cell architecture to a large extent.

Komplexy LMD a LD byly připraveny jak je ukázáno v příkladu 4. LT1 je polyaminové transfekční činidlo vyráběné firmou PanVera Co. Byl připraven komplex obsahující kationtový liposom (DC Chol : DOPE, 3 : 2 mol/mol), LT-1 a plazmid pCMVp v poměru 3 : 3,2 : 1 (hmotn./hmotn./hmotn.). Řezy mozku byly vystaveny působení těchto roztoků obsahujících LMD, LD nebo liposom : LT1 : DNA po dobu 2 hod (Murray a další, Gene Ther, 1999, 6, 190 - 197). Ve všech případech nebyly pozorovány žádné morfologické změny v řezech v průběhu experimentu. Po 48 hod inkubace po transfekcí byly buňky sklizeny, barveny X-gal a na řezu bylo počítáno množství modrých buněk (obr. 17).LMD and LD complexes were prepared as shown in Example 4. LT1 is a polyamine transfection reagent manufactured by PanVera Co. A complex containing a cationic liposome (DC Chol: DOPE, 3: 2 mol / mol), LT-1 and plasmid pCMVp at a ratio of 3: 3.2: 1 (w / w / w) was prepared. Brain sections were exposed to the following solutions containing LMD, LD, or liposome: LT1: DNA for 2 hours (Murray et al., Gene Ther, 1999, 6, 190-197). In all cases, no morphological changes in sections were observed during the experiment. After a 48 hour incubation after transfection, cells were harvested, stained with X-gal and the amount of blue cells counted on the slice (Fig. 17).

Při dávce DNA 5,0 pg (2 ml kultury), poskytl LMD zřetelně vyšší počet modře zbarvených buněk než komplex LD neb LT1 po barvení X-gal. Již v dávce 129 ng ukázal komplex LMD významnou transfekční aktivitu, ještě vyšší než aktivita komplexu LD (DC Chol : DOPE v komplexu s DNA, poměr 3 : 1 hmotn./hmotn,) (Dávka DNA 5,0 pg). Autoři nalezli mnohem vyšší expresi reporterového genu u komplexu LMD ve srovnání s transfekcí zprostředkovanou komplexy LD a liposom : LT1 : DNA. Transfekce zprostředkovaná LMD byla ve skutečnosti více než devatenáctinásobně účinnější než transfekce zprostředkovaná LT a více než čtyřikrát účinnější než transfekce použitím komplexu liposom : LT1 : DNA při použití srovnatelných dávek.At a DNA dose of 5.0 µg (2 ml culture), LMD yielded a significantly higher number of blue stained cells than the LD or LT1 complex after X-gal staining. Even at a dose of 129 ng, the LMD complex showed significant transfection activity, even higher than that of the LD complex (DC Chol: DOPE complexed with DNA, 3: 1 w / w ratio) (DNA dose 5.0 µg). The authors found much higher expression of the reporter gene in the LMD complex compared to transfection mediated by the LD and liposome: LT1: DNA complexes. In fact, LMD-mediated transfection was more than nineteen more potent than LT-mediated transfection and more than four times more potent than transfection using liposome: LT1: DNA complex at comparable doses.

Příklad 13Example 13

Srovnání s kationtovými liposomy GL-67; experiment in vivo v myších plicíchComparison with cationic liposomes GL-67; in vivo experiment in mouse lungs

Byla testována transfekční aktivita v myších plicích in vivo komplexu LMD (připraveného podle popisu v příkladu 4 s použitím kationtových liposomů DC-Chol: DOPE [3 :2, mol/mol] a plazmidu pCFl-CAT), která byla porovnávána s transfekční aktivitou kationtových liposomů GL-67 : DOPE i DMPE-PEG50oo (1:2: 0,05 mol/mol/mol) v komplexu s plazmtdem pCFlCAT (LD) poměr liposom : DNA 5,4 : 1 hmotn./hmotn.) používaných pro zvýšení účinku v klinických pokusech na plicích (Alton a další, Lancet, 1999, 353, 947 - 954).In vivo transfection activity in mouse lung complex LMD (prepared as described in Example 4 using cationic liposomes DC-Chol: DOPE [3: 2, mol / mol] and plasmid pCF1-CAT) was tested and compared to the cationic transfection activity GL-67: DOPE and DMPE-PEG 50 oo liposomes (1: 2: 0.05 mol / mol / mol) complexed with pCF1CAT (LD) liposome: DNA ratio 5.4: 1 w / w) used to enhance the effect in clinical lung trials (Alton et al., Lancet, 1999, 353, 947-954).

LMD (konečná koncentrace DNA 0,14 mg/ml; objem 100 ml; dávka DNA 14 pg) byl vdechnut do plic myší Balb/c, GL-67 : DOPE : DMPE-PEG5000 (1:2: 0,05 mol/mol/mol) byl uveden do komplexu s plazmidem pCFl-CAT (konečná koncentrace DNA 0,8 mg/ml; objem 100 pl; dávka DNA 80 pg) a tento komplex LD byl podobně vdechnut do plic Balb/c. Po 48 hodinách byly plíce homogenizovány a testovány na aktivitu CAT.LMD (0.14 mg / ml final DNA concentration; 100 ml volume; 14 µg DNA dose) was inhaled into the lungs of Balb / c mice, GL-67: DOPE: DMPE-PEG5000 (1: 2: 0.05 mol / mol) / mol) was complexed with plasmid pCF1-CAT (final DNA concentration 0.8 mg / ml; volume 100 µl; DNA dose 80 µg) and this LD complex was similarly inhaled into the Balb / c lung. After 48 hours, the lungs were homogenized and tested for CAT activity.

Výsledky ukazují (obr. 18), že LMD a systém LD s obsahem GL-67 poskytly v podstatě ekvivalentním míry transfekce in vivo, i když systém LMD dodával pětinásobně nižší dávku DNA.The results show (FIG. 18) that LMD and LD system containing GL-67 provided substantially equivalent in vivo transfection rates, although the LMD system delivered a 5-fold lower DNA dose.

-26CZ 298353 B6-26EN 298353 B6

Příklad 14Example 14

Systémy LMD s modifikovaným cukremjLMD systems with modified sugar

Pro aplikace in vivo byl měly být minimalizovány nespecifické interakce LMD s biologickýmj prostředím. Například při intravenózním podávání jsou důležité překážky nežádoucí interakce sei složkami krve (soli, proteiny...) a jinými než cílovými buňkami. Tato opsonizace cizích částicj plazmatickými proteiny představuje jeden z prvních kroků v přirozeném procesu odstraňování1 cizích částic vrozených imunitním systéme. Pro snížení vazby proteinů a agregace indukované>For in vivo applications, non-specific LMD interactions with the biological environment should be minimized. For example, when administered intravenously, obstacles to unwanted interaction with blood components (salts, proteins ...) and non-target cells are important. This opsonization of foreign particles with plasma proteins is one of the first steps in the natural process of removing foreign particles inherited by the immune system. To reduce protein binding and aggregation induced by>

solemi mohou být na LMD navázány v přírodě se vyskytující polysacharidy. Tato modifikace’salts can be bound to naturally occurring polysaccharides to LMD. This modification ’

LMD uhlohydrátu může být stejně tak použita pro směrování LMD na uhlohydrátové receptory.LMD carbohydrate can also be used to direct LMD to carbohydrate receptors.

Pro dosažení požadovaného účinku byly navrženy neoglykolipidy popsané v obr. 19. Tyto sloučeninyjsou založeny na třech odlišných doménách.The neoglycolipids described in Figure 19 have been designed to achieve the desired effect. These compounds are based on three different domains.

ACHx (CJE 52): Tento lipid (viz obr. 9) byl zvolen jako obecná lipidové platforma pro požadované neoglykolipidy. Cholesterolový alifatický kruhový systém představuje velmi hydrofobní oblast, která se vkládá do lipidového obalu částic LMD nebo LD a působí jako neoglykolipidová kotva.ACHx (CJE 52): This lipid (see Figure 9) was chosen as a general lipid platform for the desired neoglycolipids. The cholesterol aliphatic ring system is a very hydrophobic region that is inserted into the lipid envelope of LMD or LD particles and acts as a neoglycolipid anchor.

Uhlohydrátový motiv: Volba oligosacharidů byla omezena komplexností přídavných chemických reakcí týkajících se modifikace uhlohydrátů. Autoři se rozhodli použít komerčně dostupné uhlohydráty s dlouhým řetězcem maltotetraózu a maltoheptaózu, aby mohl být dokázán tento princip.Carbohydrate motif: The choice of oligosaccharides was limited by the complexity of additional chemical reactions related to carbohydrate modification. The authors decided to use commercially available long-chain carbohydrates, maltotetraose and maltoheptaose, to prove this principle.

Propojovací část: Použití propojení s chemickou selektivitou se ukázalo účinné a pružné a umožnilo syntetizovat široké rozmezí neoglykolipidu. Tato chemoselektivní technologie byla založena na konverzi CJE52 na hydroxylaminolipid, který byl schopen přímo se vázat na nechráněné uhlohydráty. Syntéza typické sloučeniny hydroxylamino-CJÉ52 je ukázáno na obr. 20, schéma 1, a vazba uhlohydrátové skupiny na tuto propojovací skupinu je založena na glykosylaci O-substituovaného hydroxy lam inu (princip této reakce s glukózou je ilustrován na obr. 21, schématu 2). Použitím této strategie byla navázána maltotetraóza a maltoheptaóza za získání sloučenin GLU4 a GLU7 (struktura na obr. 22).Linker: The use of a linker with chemical selectivity has proven effective and flexible and has enabled the synthesis of a wide range of neoglycolipid. This chemoselective technology was based on the conversion of CJE52 to hydroxylaminolipid, which was able to bind directly to unprotected carbohydrates. The synthesis of a typical hydroxylamino-CEJ52 compound is shown in Figure 20, Scheme 1, and the carbohydrate moiety to this linker is based on the glycosylation of O-substituted hydroxylamine (the principle of this reaction with glucose is illustrated in Figure 21, Scheme 2). . Using this strategy, maltotetraose and maltoheptaose were coupled to obtain GLU4 and GLU7 compounds (structure in Figure 22).

Tato glykomodifíkace LMD byla založena na přirozené schopnosti disociace neoglykolipidových micel a inkorporace volných lipidů do membrán LMD. Nejprve byly vytvořeny komplexy LMD z kationtových liposomů DC-Chol : DOPE, peptidů Mul a plazmidu pCMVp, jak je popsáno v příkladu 4. Potom byla ke směsím LMD přidána suspenze neoglykolipidových micel vpufru Hepes, pH 7,0, a celek byl inkubován 30 min při 20 °C před uchováním při -80 °C (obr. 23).This LMD glycomodification was based on the natural ability to dissociate neoglycolipid micelles and incorporate free lipids into LMD membranes. First, LMD complexes were formed from DC-Chol: DOPE cationic liposomes, M11 peptides, and pCMVp plasmid as described in Example 4. Thereafter, a suspension of neoglycolipid micelles in Hepes buffer, pH 7.0, was added to the LMD mixtures and incubated for 30 min. at 20 ° C prior to storage at -80 ° C (Fig. 23).

Stabilizace LMD neoglykolipidy: Stabilizační efekt neoglykolipidy modifikovaného LMD byl vyhodnocován zavedením 7,5 molamích % GLU nebo GLU7 do LMD. Lipidová vrstva systémů LD podle dosavadních znalostí po vystavení soli agreguje. Proto byly testovány velikosti části LD (konečná koncentrace DNA 1 pg/ml) po 30 min při 37 °C v médiu OPTIMEM fotonovou korelační spektroskopií (Photon Correlatíon Spectroscopy, N4 plus, Coulter). Pro vyhodnocení střední velikosti částic byla použita unimodální analýza. Průměrné procentní zvýšení velikosti částic LD je ukázáno na obr. 24. Stejného postupu bylo použito pro bazický systém LMD, LMD(GLU4) a LMD(Glu7) (konečná koncentrace DNA 1 μ§/ιη1),LMD Neoglycolipid Stabilization: The stabilizing effect of the modified LMD neoglycolipid was evaluated by introducing 7.5 molar% GLU or GLU7 into the LMD. The lipid layer of the LD systems aggregates upon exposure to salt to date. Therefore, a portion of LD (final DNA concentration of 1 pg / ml) was tested for 30 min at 37 ° C in OPTIMEM medium by photon correlation spectroscopy (Photon Correlation Spectroscopy, N4 plus, Coulter). Unimodal analysis was used to evaluate the mean particle size. The average percentage increase in LD particle size is shown in Figure 24. The same procedure was used for the LMD, LMD (GLU4), and LMD (Glu7) base systems (final DNA concentration of 1 μ§ / ιη1),

Tyto výsledky ukazují, že LMD je v roztoku stabilnější než LD, ale ukazují takém že přítomnost GLU4 a GLU7 zvýšila antiagregační stabilizující účinek na částice LMD při koncentraci 7,5 molámích %.These results show that LMD is more stable in solution than LD, but show that the presence of GLU4 and GLU7 enhanced the anti-aggregation stabilizing effect on LMD particles at a concentration of 7.5 molar%.

Účinnost transfekce in vitro: Transfekční aktivita byla zjišťována pomocí buněk Hela zaočkováných při koncentraci 5 x 104 buněk a jamku ve 24-jamkových kultivačních destičkách a pěstovaných na přibližně 70% konfluenci v médiu DMEM doplněném FCS při 37 °C a v přítomnostiIn vitro transfection efficiency: Transfection activity was determined using Hela cells seeded at 5 x 10 4 cells / well in 24-well culture plates and grown to approximately 70% confluency in DMEM supplemented with FCS at 37 ° C and in the presence of

-27CZ 298353 B6-27GB 298353 B6

5% CO2. Buňky byly promyty v PBS a potom vystaveny působení roztoků obsahujících komplexy LMD předředěných médiem DMEM s obsahem FCS s uvedenými obsahy v procentech (konečná koncentrace DNA ve všech případech 5,0 pg/ml) po dobu 30 min. Buňky byly potom promyty a inkubovány dalších 48 hod v normálním médiu (NGM) před sklizením. Míra exprese β-galaktosidázy byla zjišťována standardním testovacím kitem (chemiluminiscence, Roche).5% CO 2 . Cells were washed in PBS and then exposed to solutions containing LMD complexes pre-diluted with DMEM containing FCS containing the percentages (final DNA concentration in all cases 5.0 pg / ml) for 30 min. The cells were then washed and incubated for an additional 48 hours in normal medium (NGM) before harvesting. The level of β-galactosidase expression was determined by a standard test kit (chemiluminescence, Roche).

Výsledky ukazují na zvýšení účinnosti transfekce v důsledku modifikace cukrem za obou koncentrací séra 0 % i 50 % (obr. 25).The results show an increase in transfection efficiency due to sugar modification at both 0% and 50% serum concentrations (Fig. 25).

DiskuseDiscussion

Autoři již dříve ukázali, že liposomy DC-Chol/DOPE jsou účinné při transfekcí buněčné linie ND7 odvozené z neuronů (McQuillin A. a další, Optimalization of liposome mediated transfection of a neuronal cell line. Neuroreport 8: 1481 - 1484). Systém DC-Chol byl úspěšně používám mimo CNS v řadě tkání a byly prováděny klinické pokusy pro léčbu cystické ftbrózy genovou terapií (Caplen N. J. a další, Lipsome-Mediated Cftr Gene-transfer to the Nasal Epithelium of Patients With Cystíc-Fibrosis. Nátuře Med. 1995; 1:39 — 46; Nabel G., Chang A., Nabel E., Clinical Protocol: Immunotherapy of malignancy by in vivo gene transfer into tumors. Hum. Gene Ther. 1992 3: 399 - 410). Bylo také ukázáno, že liposomy DC-Chol nemají cytotoxické vedlejší účinky (Nabel G. J. a další, Direct gene-transfer with DNA liposome complexes in melanoma expression, biological activity, a lack of toxicity in humans. Proč. Nati. Acad. Sci. USA, 1993; 90: 11307 - 11311; Stewart M. J. a další, Gene-transfer in vivo with DNA liposome complexes - safety and acute toxicity in mice. Hum. Gene Ther. 1992; 3: 267 - 275). Z těchto důvodů bylo cílem autorů vyvinout zlepšené formulace těchto liposomů pro použití v nervových buňkách.The authors have previously shown that DC-Chol / DOPE liposomes are effective in transfecting a neuronal derived ND7 cell line (McQuillin A. et al., Neuroreport 8: 1481-1484). DC-Chol has been successfully used outside the CNS in a number of tissues, and clinical trials have been conducted to treat cystic phthbrosis by gene therapy (Caplen NJ et al., Lipsome-Mediated Cftr Gene-transfer to Nasal Epithelium of Patients With Cystic-Fibrosis. 1995; 1:39-46; Nabel G., Chang A., Nabel E., Clinical Protocol: Immunotherapy of malignancy by in vivo gene transfer to tumors (Hum. Gene Ther. 1992 3: 399-410). It has also been shown that DC-Chol liposomes have no cytotoxic side effects (Nabel GJ et al., Direct gene transfer with DNA liposome complexes in melanoma expression, biological activity, and lack of toxicity in humans. Why. Natl. Acad. Sci. USA) , 1993; 90: 11307-11311; Stewart MJ et al., Gene-transfer in vivo with DNA liposome complexes - safety and acute toxicity in mice (Hum. Gene Ther. 1992; 3: 267-275). For these reasons, the authors aim to develop improved formulations of these liposomes for use in nerve cells.

Autoři vynálezu popisují použití virem kódovaného proteinu pro transfekcí buněk. Bylo zjištěno, že Mul, pokud se používá v kombinaci s kationtovým liposomem DC-Chol/DOPE byl schopen významně zlepšit transfekcí buněk. Tento účinek byl nejpravděpodobněji způsoben schopností Mul kondenzovat pDNA a mohl by být optimalizován změnou poměrů polypeptidu, pDNA a kationtového liposomů. Zvýšení transfekční účinnosti bylo signifikantně více vyjádřeno na diferencovaných buňkách. Jak je uvedeno výše, buňky ND7 byly odvozeny z primárních buněk DRG. Diferenciace buněk ND7 indukuje podobný fenotyp jejich rodičovským periferním senzorickým neuronům včetně indukce vyrůstání neuritů, snížení celkové proliferace a snížení schopnosti transfekce (Wood J. N. a další, Novel Cell-Lines Display Properties of Nociceptive Sensory Neurons. Proceedings of the Royal Society of London Series B-Biological Sciences 1990; 241: 187 - 194; Murray K.D. a další DC-Chol/DOPE mediated transfections in differentiated sensory neurons. Připravuje se. 1999). Zvýšení účinnost transfekce v diferencovaných buňkách ND7 může odrážet zvýšení schopnosti podporovat transfekce u primárních neuronů nebo in vivo.The inventors describe the use of a virus-encoded protein for transfecting cells. It was found that Mul when used in combination with the cationic liposome DC-Chol / DOPE was able to significantly improve cell transfection. This effect was most likely due to Mul's ability to condense pDNA and could be optimized by changing the ratios of polypeptide, pDNA, and cationic liposomes. The increase in transfection efficiency was significantly more pronounced on differentiated cells. As mentioned above, ND7 cells were derived from primary DRG cells. ND7 cell differentiation induces a similar phenotype to their parent peripheral sensory neurons, including induction of neurite outgrowth, decreased overall proliferation, and decreased transfection ability (Wood JN et al., Novel Cell-Lines Display Properties of Nociceptive Sensory Neurons. Proceedings of the Royal Society of London B- Biological Sciences 1990; 241: 187-194; Murray KD et al. DC-Chol / DOPE mediated transfections in differentiated sensory neurons. Increasing transfection efficiency in differentiated ND7 cells may reflect an increase in the ability to promote transfection in primary neurons or in vivo.

Úspěch prostředků pro nevirové dodávání genů jako použitelná alternativa k systémům založeným na virových vektorech závisí na vyvinutí komplexů s vyššími a dlouhodobějšími účinnostmi transfekce. Protože se podařila počáteční identifikace kationtových liposomů jako prostředků přenosu genetického materiálu do buněk, byl velký tlak na vyvinutí lepších formulací kationtových liposomů (Lee R.J. Huang L., Lipidic vector systems for gene transfer. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1997; 14: 173 - 206; Felgner P. L. a další, Lipofection - a Highly Efficient, Lipid-Mediated Dna-Transfection Proceduře. Proceedings Of the National Academy Of Sciences Of the United States Of America 1987; 7414 - 7417). Nejvíce pokusů zlepšit kationtové liposomy bylo založeno na strukturních modifikacích samotné molekuly (Cooper R. G. a další, Polyamine analogues of 3 beta-[Nr-(N‘,N'-dimethylaminoethan)karbamoyljcholesterol (DC-Chol) as agents for gene delivery. Chemistry - a European Journal 1998; 4: 137 - 151). Byly vyvinuty nové formulace se zlepšenou účinností transfekce (Cooper R.G. a další, Polyamine analogues of 3 beta-[N-(Nř,N'-dirnethylaminoethan)karbomoyl]cholesterol (DC-Chol) as agents for gene deliveiy. Chemistry - a European Journal 1998; 4: 137 - 151). Konkrétní typy buněk se však chovají vzhledem ktransfekci kationtovými liposomyThe success of non-viral gene delivery means as a useful alternative to viral vector-based systems depends on developing complexes with higher and longer term transfection efficiencies. Because the initial identification of cationic liposomes as a means of transferring genetic material into cells has succeeded, there has been great pressure to develop better formulations of cationic liposomes (Lee RJ Huang L., Lipidic vector systems for gene transfer. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems 1997; 14: 173 - 206; Felgner PL et al., Lipofection- and Highly Efficient, Lipid-Mediated DNA-Transfection Procedure, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 1987; 7414-7417). Most attempts to improve the cationic liposomes have been based on structural modifications of the molecule itself (Cooper RG et al, Polyamine analogues of 3 beta- [N '- (N', N'-dimethylaminoethane) karbamoyljcholesterol (DC-Chol) as agents for gene delivery. Chemistry and European Journal 1998; 4: 137-151). New formulations have been developed with improved efficiency of transfection (Cooper RG et al, Polyamine analogues of 3 beta- [N- (N ', N'-dirnethylaminoethan) carbomoyl] cholesterol (DC-Chol) as agents for gene deliveiy. Chemistry - A European Journal 1998; 4: 137-151). However, particular cell types behave due to cationic liposome transfection

-28CZ 298353 B6 odlišně. Bylo například zjištěno, že polypeptid Mul je lepší při zesilování transfekce zprostředkované kationtovými liposomy než Vpl. To je pravděpodobně způsobeno větším poměrem náboje Mul. Zatímco oba peptidy mají přibližně stejnou molekulovou hmotnost, celkový poměr náboje Mul je více než dvojnásobný než v případě Vpl (tabulka 1). V souladu stím byl polypeptid Mul schopen zpomalovat elektroforetickou pohyblivost plazmidové DNA na méně než 1/60 koncentrace, což ukazuje, jak pevně je Mul schopen vázat DNA. I když byl malý posun v pohyblivosti pDNA detekován při použití komplexu 0,25 gg Mul a 1 μg pCMVp, po přidání 0,5 pg Mul byl téměř veškerý plazmid zachycen v blízkosti nanášení jamky (obr. 1). Poměr 0,5/1,0 (hmotn./hmotn.). Mul k pCMVp odpovídá molámímu poměru 1000/1. Každá molekulová Mul obsahuje 12 zbytků, které byl potenciálně mohly nést pozitivní náboj. Teoretický poměr náboje Mul k pCMVp by měl tedy být 1,6 (12 000 kationtů Mul na 7500 antiontů pMCVP). Tento poměr by měl zcela neutralizovat negativní náboje na pCMVp a tím zcela zastavit jeho migraci, jak bylo pozorováno.-28GB 298353 B6 differently. For example, the Mul polypeptide has been found to be superior in enhancing cationic liposome-mediated transfection than Vp1. This is probably due to a higher Mul charge ratio. While both peptides have approximately the same molecular weight, the overall charge ratio of Mul is more than twice that of Vp1 (Table 1). Accordingly, the Mul polypeptide was able to slow the electrophoretic mobility of plasmid DNA to less than 1/60 of the concentration, indicating how firmly Mul is capable of binding DNA. Although a small shift in pDNA motility was detected using 0.25 gg Mul and 1 µg pCMVp complex, after the addition of 0.5 µg Mul, almost all plasmid was captured near the well deposition (Fig. 1). Ratio 0.5 / 1.0 (w / w). Mul to pCMVp corresponds to a molar ratio of 1000/1. Each molecular Mul contains 12 residues that could potentially bear a positive charge. Thus, the theoretical ratio of Mul charge to pCMVp should be 1.6 (12,000 Mul cations per 7500 pMCVP antions). This ratio should completely neutralize the negative charges on pCMVβ and thus completely stop its migration as observed.

Přímé srovnání mezi množstvím Mul, které významným způsobem zpomalilo migraci plazmidové DNA, a které tedy optimálně zvýší transfekce, nemohlo být provedeno z důvodů odlišného způsobu přípravy. Transfekční komplexy peptid-pDNA-liposom byly připravovány ve velkých objemech (viz ěást Materiály a metody). Ačkoli bylo zapotřebí 24 násobné množství Mul (12 pg/l pg pCMVp) pro dosažení optimálního zesílení účinnosti transfekce než bylo zapotřebí pro zastavení migrace na agarózovém gelu, koncentrace v roztoku byla podobná (25 mg/ml, zastavení pDNA; 30 ng/ml, optimální transfekce). Přítomnosti Mul také , změnila interakce pDNA s kationtovými liposomy. Optimální poměr DC-Chol/DOPE k PCMVP v přítomnosti Mul byl 6/1, což je dvojnásobek než bylo dříve nalezeno jako optimální v nervových buňkách (McQuillín A. a další, Optimalization of liposome mediated transfection of a neuronal cell line. Neuroreport 1997; 8: 1481 - 1484; Murray K.D. a další, Cationic liposomemediated transfection in organotypic explant cultures. Gene ther. 1994; 6: 190 - 197). Teoreticky byl použité množství Mul mělo zcela neutralizovat pozitivní náboje na pCMVp, což by zabránilo vytváření dalších komplexů s DC-Chol/DOPE. Tak tomu zcela zřejmě nebylo, protože bylo možno získat mnohem vyšší účinnosti transfekce. Je pravděpodobné, že za použitých podmínek pufrování nebyly protonovány veškeré možné nabité aminokyseliny. Proč je pro zlepšení transfekce zapotřebí většího množství kationtových liposomů není zřejmé a autoři v současnosti na vyjasnění toto otázky pracují.A direct comparison between the amount of Mul, which significantly slowed the migration of plasmid DNA, and which therefore optimally increased transfections, could not be made due to a different preparation method. The peptide-pDNA-liposome transfection complexes were prepared in large volumes (see Materials and Methods). Although a 24-fold amount of Mul (12 pg / l pg pCMVp) was required to achieve optimal enhancement of transfection efficiency than was necessary to stop migration on an agarose gel, the concentration in solution was similar (25 mg / ml, pDNA stop; 30 ng / ml, optimal transfection). The presence of Mul also altered the interaction of pDNA with cationic liposomes. The optimal ratio of DC-Chol / DOPE to PCMVP in the presence of Mul was 6/1, which is twice that previously found optimal in nerve cells (McQuillin A. et al., Neuroreport 1997; 8: 1481-1484; Murray KD et al., Cationic liposomemediated transfection in organotypic explant cultures (Gene ther. 1994; 6: 190-197). Theoretically, the amount of Mul used was to completely neutralize the positive charges on pCMVβ, which would prevent the formation of further complexes with DC-Chol / DOPE. Obviously this was not the case because much higher transfection efficiency could be obtained. It is likely that not all possible charged amino acids were protonated under the buffer conditions used. Why more cationic liposomes are needed to improve transfection is not clear and the authors are currently working to clarify this issue.

Konečně by bylo třeba se zmínit o signálu nukleární lokalizace obsaženému ve Vpl, Nedávné důkazy v laboratoři autorů vynálezu (nepublikovaná pozorování) a u jiných autorů (LabatMoleur F. a další, An electron microscopy study in to the mechanism of gene transfer with lipopolyamines. Gene Ther. 1996; 3: 1010 - 1017; Zabrner J. a další, Cellular and molecular barriers to gene transfer by a cationic lipid. J. Biol. Chem. 1995; 270: 18997 - 19007; Thierry A. R. a další, Characterization of liposome-mediated gene delivery: Expression, stability and pharmacokinetics of plasmid DNA. Gene Ther. 1997; 4: 226 - 237; Coonrod A., Li F. Q., Horwitz M., On the mechanism of DNA transfection: efficient gene transfer withot viruses. Gene Ther. 1997; 4: 1313 - 1321) ukazují na to, že jaderný transport transfekovaného materiálu může být při lipofekci neúčinný, Z tohoto důvodu byly prováděny pokusy předkondenzovat DNA s polykationty obsahujícími peptidové sekvence, o kterých je známo, že mají schopnost lokalizace v jádře, aby bylo možno zlepšit příjem transfekované DNA do jádra (Sorgi F.L., Bhattacharya S., Huang L., Protamine sulfáte enhances lipid-mediated gene transfer. Gene Ther. 1997; 4: 961 - 968; Namiki Y., Takahashi T., Ohno T., Gene transduction of disseminated intraperitoneal tumor using cationic liposomes containing non-histone chromation proteins: cationic liposomal gene therapy of carcinomatosa. Gene Ther. 1998; 5: 240 - 246; Fritz J. D, a další, gene transfer into mammalian cells using histone-condensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395 - 1404). Autoři vynálezu však zjistili, že účinnější kondenzační vlastnosti Mul na DNA daleko vyvážily nukleární lokalizační schopnost Vpl z hlediska zvýšení účinnosti transfekce. Podobně autoři Fritz a další, Gene transfer into mammalian cells using histonecondensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395 - 1404, nenalezli žádný rozdílFinally, mention should be made of the nuclear localization signal contained in the Vpl, Recent Evidence in the Laboratory of the Invention (Unpublished Observations) and Other Authors (LabatMoleur F. et al., Gene Ther., Gene Ther. 1996; 3: 1010-1017; Zabrner J. et al., Cellular and Molecular Barriers to Gene Transfer by a Cationic Lipid, J. Biol. Chem. 1995; 270: 18997-1987; Thierry AR et al., Characterization of liposome- mediated gene delivery: expression, stability and pharmacokinetics of plasmid DNA, Gene Ther., 1997; 4: 226-237; Coonrod A., Li FQ, Horwitz M., On the mechanism of DNA transfection: efficient gene transfer withot viruses. 1997; 4: 1313 - 1321) show that nuclear transport of transfected material may be ineffective in lipofection. For this reason, attempts have been made to precondensate DNA with polycations containing the peptide sequence. are known to have the ability to localize in the nucleus to improve uptake of transfected DNA into the nucleus (Sorgi F.L., Bhattacharya S., Huang L., Protamine sulfate enhancers lipid-mediated gene transfer. Gene Ther. 1997; 4: 961-968; Namiki Y., Takahashi T., Ohno T., Gene transduction of disseminated intraperitoneal tumor using cationic liposomes containing non-histone chromation proteins: cationic liposomal gene therapy of carcinomatosis. Gene Ther. 1998; 5: 240-246; Fritz J. D, et al., Gene transfer into mammalian cells using histone-condensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395-1404). However, the inventors have found that the more efficient condensation properties of Mul on DNA far outweighed the nuclear localization ability of Vp1 in terms of increased transfection efficiency. Similarly, Fritz et al., Gene transfer into mammalian cells using histonecondensed plasmid DNA. Hum. Gene Ther. 1996; 7: 1395 - 1404, they found no difference

-29CZ 298353 B6 v účinnosti transfekce mezi rekombinantním lidským histonem (Hl) a modifikovanou verzí obsahující nukleární lokalizační sekvenci velkého T-antigenu SV40. Další studie ukázaly, že přítomnost NLS zlepšuje hromadění transfekované pDNA v jádře, i když prostřednictvím specifických intracelulámích biochemických cest (Sebestyen M.G. a další, DNA vectory chemistry: the covalent attachments of signál peptid to plasmid DNA. Nta. Biotech. 1998; 16: 80 - 85; Hagstrom J. E. a další, Nuclear import of DNA in digitonin-permeabilized cells. J Cell Sel. 1997; 110 (Pt 18): 2323 - 2331).-29EN 298353 B6 in transfection efficiency between recombinant human histone (H1) and a modified version containing the SV40 large T-antigen nuclear localization sequence. Further studies have shown that the presence of NLS improves the accumulation of transfected pDNA in the nucleus, though through specific intracellular biochemical pathways (Sebestyen MG et al., DNA vectory chemistry: the covalent attachments of signal peptide to plasmid DNA. Nta. Biotech. 1998; 16: 80 Hagstrom JE et al., Nuclear Import of DNA in Digitonin-Permeabilized Cells, J Cell Sel. 1997; 110 (Pt 18): 2323-2331).

Všechny publikace zmíněné v popisu jsou tímto zařazeny odkazem. Různé modifikace a variace popisovaných metod a systému vynálezu budou zřejmé odborníkům v oboru, aniž by se odchýlili od rozsahu a myšlenky vynálezu. I když byl vynález popsán v souvislosti s konkrétními výhodnými provedeními, mělo by být zřejmé, že vynález tak jak je definován v nárocích, by neměl být na tato specifická provedení nepřiměřeně omezen. V rámci rozsahu následujících nároků jsou samozřejmě zahrnuty různé modifikace popsaných způsobů provedení vynálezu, které jsou zřejmé odborníkům v oboru molekulární biologie nebo příbuzných oborů.All publications mentioned herein are hereby incorporated by reference. Various modifications and variations of the disclosed methods and system of the invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. While the invention has been described in connection with particular preferred embodiments, it should be understood that the invention as defined in the claims should not be unduly limited to these specific embodiments. Of course, various modifications of the described embodiments of the invention are apparent to those skilled in the art of molecular biology or related fields within the scope of the following claims.

VÝPIS SEKVENCÍ <110> Mitsubishi-Tokyo Pharmaceuticals lneLIST OF SEQUENCES <110> Mitsubishi-Tokyo Pharmaceuticals lne

Tagawa, ToshiakiTagawa, Toshiaki

Miller, AndrewMiller, Andrew

Parouzel, EricParouzel, Eric

Murray, KarlMurray, Karl

Mathews, DavidMathews, David

Russell, WillieRussell, Willie

Manvell MichelleManvell Michelle

Alton, Eric <120> Nucleid Acid Delivery <130> p6592.wo <140> PCT/GB00/04767 <141> 2000-12-12 <150> GB 9930533.6 <15l> 1999-12-23 <160> 5 <170> Patentln version 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial <220>Alton, Eric <120> Nucleid Acid Delivery <130> p6592.wo <140> PCT / GB00 / 04767 <141> 2000-12-12 <150> GB 9930533.6 <15l> 1999-12-23 <160> 5 <170 > PatentIn version 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial <220>

<223> Description of Articial Sequence: Polypeptide <400> 1<223> Description of Articial Sequence: Polypeptide <400> 1

Met Ařg Arg Ala His His Arg Arg Arg Arg Ala Ser His Arg Arg Met í 5 10 15Met Arg Arg His His Arg Arg Arg Arg Ser Ser Arg Arg Met 5 10 15

Arg. Gly GlyArg. Gly Gly

-30CZ 298353 B6 <210> 2 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial <220>-30GB 298353 B6 <210> 2 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial <220>

<223> Description of Artificial Sequence: Polypeptide <400> 2<223> Description of Artificial Sequence: Polypeptide <400> 2

Arg Pro Arg Arg· Arg Ala Thr Thr Arg Arg Arg Arg Arg Arg · Arg Ala Thr Thr Arg Arg Arg Arg Thr Thr Thr Gly Thr Gly Thr 1 1 5 10 5 10 .15 .15 Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg 20 20 May <210> <210> 3 3 <211> <211> 13 13 <212> <212> PRT PRT <213> <213> Artificial Artificial <220> <220> <223> <223> Description of Artificial Sequence: Polypeptide Description of Artificial Sequence: Polypeptide <400> <400> 3 3 Lys Pro Arg Lys Leu Lys Arg Val Lys Lys Lys For Arg Lys Leu Lys Arg Val Lys Lys Lys Lys Lys Lys Ly.s Ly.s 1 1 5 10 5 10 <21.0> <21.0> 4 4 <211> <211> 19 19 Dec <212> <212> PRT PRT <213> <213> Artificial Artificial <220> <220> <223> <223> Description of Artificial Sequence: Polypeptide Description of Artificial Sequence: Polypeptide <400> <400> 4 4 Met Met Ala Pro Lys Arg Lys Ser Gly Val Ser Ala Lys Arg Lys Ser Gly Val Ser Lys Lys Cys Cys Glu Glu Thr Lys Thr Lys Cys Cys 1 1 5. 10 5. 10 Thr Thr Pro Pro Pro Pro <210> <210> 5 5 <211> <211> 19 19 Dec <212> <212> PRT PRT <213> <213> Artifícial Artifícial <220> <220> <223> <223> Description of Artificial Sequence: Polypeptide Description of Artificial Sequence: Polypeptide <400> <400> 5 5 Val Wall Arg Arg Val His His Árg Árg Arg Arg Arg Arg Val His His Árg Árg Arg Arg Val Wall Ser Ser His His Arg Arg Arg Arg val wall 1 1 5 10 5 10 15 15 Dec

Arg Gly GlyArg Gly Gly

Claims (15)

1. Nevirový vektor pro podávání nukleových kyselin, obsahující kondenzovaný komplex polypeptid/nukleová kyselina a kationtový lipid, kde tento komplex obsahuje:A non-viral nucleic acid delivery vector comprising a fused polypeptide / nucleic acid complex and a cationic lipid, the complex comprising: (a) zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (b) jeden nebo více virových spalovacích polypeptidu nukleových kyselin nebo jiných derivátů, kde tyto polypeptidy nebo jejich deriváty jsou schopny (i) vázat se na zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (ii) kondenzovat zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a kde zvolená sekvence nukleové kyseliny je vzhledem k polypeptidu heterologní.(a) a selected nucleic acid sequence; and (b) one or more viral combustion nucleic acid polypeptides or other derivatives, wherein the polypeptides or derivatives thereof are capable of (i) binding to a selected nucleic acid sequence; and (ii) condense the selected nucleic acid sequence; and wherein the selected nucleic acid sequence is heterologous to the polypeptide. 2. Vektor podle nároku 1, kde alespoň jeden polypeptid je adenovirový sbalovací polypeptid nukleové kyseliny nebo jeho derivát.The vector of claim 1, wherein the at least one polypeptide is an adenoviral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof. 3. Vektor podle nároku 2, kde adenovirový polypeptid je Mul, pV nebo pVII, nebo jejich derivát.The vector of claim 2, wherein the adenoviral polypeptide is Mul, pV or pVII, or a derivative thereof. 4. Vektor podle některého z nároků 1 až 3, který dále obsahuje polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace.The vector of any one of claims 1 to 3, further comprising a polypeptide comprising a nuclear localization sequence. 5. Vektor podle nároku 4, kde polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace je adenovirový pV nebo jeho derivát.The vector of claim 4, wherein the polypeptide comprising the nuclear localization sequence is adenoviral pV or a derivative thereof. 6. Kondenzovaný komplex polypeptid/nukleová kyselina obsahující kationtový lipid, polypeptidovou složku a složku nukleové kyseliny, pro použití při dodávání složky nukleové kyseliny do jádra eukaryotické buňky, kde (i) polypeptidovou složkou je virový sbalovací polypeptid nukleové kyseliny nebo jeho derivát;A fused polypeptide / nucleic acid complex comprising a cationic lipid, a polypeptide component, and a nucleic acid component, for use in delivering a nucleic acid component to the nucleus of a eukaryotic cell, wherein (i) the polypeptide component is a viral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof; (ii) polypeptidová složka nebo její derivát je schopna vázat se na zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (iii) polypeptidová složka nebo její derivát je schopna kondenzovat zvolenou sekvenci nukleové kyseliny;(ii) the polypeptide component or derivative thereof is capable of binding to a selected nucleic acid sequence; and (iii) the polypeptide component or derivative thereof is capable of condensing a selected nucleic acid sequence; a kde nukleová kyselina je vzhledem k polypeptidu heterologní.and wherein the nucleic acid is heterologous to the polypeptide. 7. Komplex podle nároku 6, kde alespoň jeden polypeptid je adenovirový sbalovací polypeptid nukleové kyseliny nebo jeho derivát.The complex of claim 6, wherein the at least one polypeptide is an adenoviral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof. 8. Komplex podle nároku 7, kde adenovirový polyieptid je Mul, pV nebo pVIÍ nebo jejich derivát.The complex of claim 7, wherein the adenoviral polyieptide is Mul, pV or pVII, or a derivative thereof. 9. Komplex podle některého z nároků 6 až 8, který dále obsahuje polypeptid obsahující sekvenci nukleární lokalizace.The complex of any one of claims 6 to 8, further comprising a polypeptide comprising a nuclear localization sequence. 10. Komplex podle nároku 9, kde polypeptidem obsahujícím sekvenci nukleární lokalizace je adenovirový pV nebo jeho derivát.The complex of claim 9, wherein the polypeptide comprising the nuclear localization sequence is adenoviral pV or a derivative thereof. 11. Komplex podle některého z nároků 6 až 10, kde poměr liposom : zvolená sekvence nukleové kyseliny : polypeptid je 2 až 20 : 1 : 0,5 až 1, s výhodou 10 až 14 : 1 : 0,5 až 0,7, výhodněji přibližně 12: 1 : 0,6.The complex of any one of claims 6 to 10, wherein the ratio of liposome: selected nucleic acid sequence: polypeptide is 2 to 20: 1: 0.5 to 1, preferably 10 to 14: 1: 0.5 to 0.7, more preferably about 12: 1: 0.6. -32CZ 298353 B6-32GB 298353 B6 12. Způsob výroby nevirového dodávacího vektoru nukleových kyselin obsahujících kationtový lipid a kondenzovaný komplex polypeptid/nukleová kyselina, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:12. A method for producing a non-viral nucleic acid delivery vector comprising a cationic lipid and a fused polypeptide / nucleic acid complex comprising the steps of: (a) zvolená sekvence nukleové kyseliny se uvede do styku s virovým sbalovacím polypeptidem nukleové kyseliny nebo jeho derivátem, kde tato polypeptidová složka nebo její derivát je schopna (i) vázat se na zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a (ii) kondenzovat zvolenou sekvenci nukleové kyseliny; a kde zvolená sekvence nukleové kyseliny je vzhledem k polypeptidu heterologní; a (b) takto vytvořený komplex nukleová kyselina/polypeptid se uvede do styku s kationtovým lipidem.(a) contacting the selected nucleic acid sequence with a viral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof, wherein the polypeptide component or derivative thereof is capable of (i) binding to the selected nucleic acid sequence; and (ii) condense the selected nucleic acid sequence; and wherein the selected nucleic acid sequence is heterologous to the polypeptide; and (b) contacting the nucleic acid / polypeptide complex so formed with a cationic lipid. 13. Způsob zavádění zvolené sekvence nukleové kyseliny do eukaryotické buňky, vyznačující se tím, že se uvede buňka do styku s komplexem podle některého z nároků 6 až 11, kde tento komplex obsahuje zvolenou sekvenci nukleové kyseliny.A method for introducing a selected nucleic acid sequence into a eukaryotic cell, comprising contacting the cell with a complex according to any one of claims 6 to 11, wherein the complex comprises the selected nucleic acid sequence. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že buňka je neuronální buňka, rakovinná buňka nebo epíteliální buňka.The method of claim 13, wherein the cell is a neuronal cell, a cancer cell, or an epithelial cell. 15. Použití virového sbalovacího polypeptidu nukleové kyseliny nebo jeho derivátu pro výrobu dodávacího vektoru nukleové kyseliny podle nároku 1,Use of a viral nucleic acid packaging polypeptide or derivative thereof for the production of a nucleic acid delivery vector according to claim 1,
CZ20022193A 1999-12-23 2000-12-12 Non-viral vector CZ298353B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9930533.6A GB9930533D0 (en) 1999-12-23 1999-12-23 Nucleic acid delivery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20022193A3 CZ20022193A3 (en) 2003-02-12
CZ298353B6 true CZ298353B6 (en) 2007-09-05

Family

ID=10866964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20022193A CZ298353B6 (en) 1999-12-23 2000-12-12 Non-viral vector

Country Status (16)

Country Link
US (2) US20030153081A1 (en)
EP (2) EP1566445A3 (en)
JP (1) JP2003518388A (en)
CN (1) CN100354426C (en)
AT (1) ATE318322T1 (en)
AU (1) AU781356B2 (en)
CA (1) CA2395454A1 (en)
CZ (1) CZ298353B6 (en)
DE (1) DE60026164T2 (en)
DK (1) DK1244805T3 (en)
ES (1) ES2258986T3 (en)
GB (1) GB9930533D0 (en)
PT (1) PT1244805E (en)
RU (1) RU2267536C2 (en)
UA (1) UA77393C2 (en)
WO (1) WO2001048233A1 (en)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0118517D0 (en) * 2001-07-30 2001-09-19 Mitsubishi Tokyo Pharm Inc Compound
FR2829136B1 (en) * 2001-08-29 2006-11-17 Aventis Pharma Sa LIPID DERIVATIVES OF AMINOGLYCOSIDES
DE60232258D1 (en) * 2001-08-29 2009-06-18 Aventis Pharma Sa LIPID AMINOGLY KOSID CONJUGATES FOR TRANSFECTION
EP1638919B1 (en) 2003-06-18 2012-09-26 Biolab Ltd. Sphingolipids polyalkylamines conjugates
US7906122B2 (en) 2003-06-18 2011-03-15 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jersusalem Sphingoid polyalkylamine conjugates for Hepatitis B virus vaccination
GB0418172D0 (en) * 2004-08-13 2004-09-15 Ic Vec Ltd Vector
WO2007061762A2 (en) * 2005-11-18 2007-05-31 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Healt And Human Services Non-viral gene delivery complex
US20110002851A1 (en) * 2006-11-03 2011-01-06 Medigene Ag Cationic Colloidal Carriers for Delivery of Active Agents to the Blood-Brain Barrier in the Course of Neuroinflammatory Diseases
WO2008056623A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Daiichi Sankyo Company, Limited Composition for introduction of nucleic acid
EP2105145A1 (en) * 2008-03-27 2009-09-30 ETH Zürich Method for muscle-specific delivery lipid-conjugated oligonucleotides
WO2010042751A2 (en) * 2008-10-08 2010-04-15 Chimeros Inc. Chimeric therapeutics, compositions, and methods for using same
EP4241767A3 (en) 2008-11-10 2023-11-01 Arbutus Biopharma Corporation Novel lipids and compositions for the delivery of therapeutics
WO2010120874A2 (en) * 2009-04-14 2010-10-21 Chimeros, Inc. Chimeric therapeutics, compositions, and methods for using same
CA2847888A1 (en) 2011-09-09 2013-03-14 Biomed Realty, L.P. Methods and compositions for controlling assembly of viral proteins
DK3988537T1 (en) 2011-12-07 2022-05-23 Alnylam Pharmaceuticals Inc BIODEGRADABLE LIPIDES FOR DELIVERY OF ACTIVE AGENTS
LT3766916T (en) 2014-06-25 2023-01-10 Acuitas Therapeutics Inc. Novel lipids and lipid nanoparticle formulations for delivery of nucleic acids
EP3313829B1 (en) 2015-06-29 2024-04-10 Acuitas Therapeutics Inc. Lipids and lipid nanoparticle formulations for delivery of nucleic acids
JP2018532404A (en) * 2015-10-14 2018-11-08 ライフ テクノロジーズ コーポレーション Ribonucleoprotein transfection agent
LT3368507T (en) 2015-10-28 2023-03-10 Acuitas Therapeutics Inc. Novel lipids and lipid nanoparticle formulations for delivery of nucleic acids
EP3468608A1 (en) * 2016-06-09 2019-04-17 CureVac AG Hybrid carriers for nucleic acid cargo
US11478552B2 (en) 2016-06-09 2022-10-25 Curevac Ag Hybrid carriers for nucleic acid cargo
WO2018191657A1 (en) 2017-04-13 2018-10-18 Acuitas Therapeutics, Inc. Lipids for delivery of active agents
CA3061326A1 (en) 2017-04-27 2018-11-01 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Nucleoside-modified mrna-lipid nanoparticle lineage vaccine for hepatitis c virus
CN116693411A (en) 2017-04-28 2023-09-05 爱康泰生治疗公司 Novel carbonyl lipid and lipid nanoparticle formulations for delivery of nucleic acids
WO2019036008A1 (en) 2017-08-16 2019-02-21 Acuitas Therapeutics, Inc. Lipids for use in lipid nanoparticle formulations
WO2019036028A1 (en) 2017-08-17 2019-02-21 Acuitas Therapeutics, Inc. Lipids for use in lipid nanoparticle formulations
US11524932B2 (en) 2017-08-17 2022-12-13 Acuitas Therapeutics, Inc. Lipids for use in lipid nanoparticle formulations
SG11202106987WA (en) 2019-01-11 2021-07-29 Acuitas Therapeutics Inc Lipids for lipid nanoparticle delivery of active agents
JP2021016370A (en) * 2019-07-23 2021-02-15 株式会社東芝 Carriers, carrier sets, compositions and methods for introducing nucleic acids
CN110408656A (en) * 2019-07-29 2019-11-05 成都朴名生物科技有限公司 Rouge poly object and preparation method thereof, the method that gene editing plasmid is imported by eukaryocyte using rouge poly object
CN110452303B (en) * 2019-08-08 2022-03-04 中国科学院武汉病毒研究所 Method for covalently linking nucleic acid and peptide or protein and application thereof
CN111394313A (en) * 2020-04-01 2020-07-10 河南科技学院 Artificial cell and preparation method thereof
CN114656422B (en) * 2022-04-22 2023-05-23 重庆理工大学 Novel aza crown ether compound, cationic liposome thereof, preparation method and application

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996040961A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Life Technologies, Inc. Peptide-enhanced cationic lipid transfections
WO1998040502A1 (en) * 1997-03-14 1998-09-17 Life Technologies, Inc. Peptide-enhanced transfections

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH574396A5 (en) * 1969-12-29 1976-04-15 Richter Gedeon Vegyeszet
US4189431A (en) * 1975-08-04 1980-02-19 The Board of Trustees of Leland Stanford Junior University Alkinyl terminating groups in biogenetic-like cyclizations to steroids
US5283185A (en) * 1991-08-28 1994-02-01 University Of Tennessee Research Corporation Method for delivering nucleic acids into cells
IL112372A (en) * 1994-02-07 2001-08-26 Res Dev Foundation Non-viral vector for the delivery of genetic information to cells
US5510510A (en) * 1994-05-10 1996-04-23 Bristol-Meyers Squibb Company Inhibitors of farnesyl protein transferase
CN1181422A (en) * 1996-10-31 1998-05-13 上海市肿瘤研究所 Gene transfer carrier structured by polypeptide in conjunction with growth factor receptor
ES2188515T3 (en) * 1999-03-09 2003-07-01 Akzo Nobel Nv DERIVATIVES OF 22R-HYDROXICOLESTA-8,14-DIENO WITH INHIBITING ACTIVITY OF THE MEIOSIS.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996040961A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Life Technologies, Inc. Peptide-enhanced cationic lipid transfections
WO1998040502A1 (en) * 1997-03-14 1998-09-17 Life Technologies, Inc. Peptide-enhanced transfections

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fasbender, A. et al.: Complexes of Adenovirus with Polycationic Polymers and Cationic Lipids Increase the Efficiency of Gene Transfer in Vitro and in Vivo. J.Biol.Chem., 272(10), 1997, 6479-6489 *
Mrsny, RJ.:Special feature: A survey of the recent patent literature on the delivery of genes and oligonucleotides. J. Drug Target. 1999;7(1):1-10. *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1566445A2 (en) 2005-08-24
DE60026164D1 (en) 2006-04-27
DK1244805T3 (en) 2006-06-26
UA77393C2 (en) 2006-12-15
WO2001048233A1 (en) 2001-07-05
AU1871601A (en) 2001-07-09
ES2258986T3 (en) 2006-09-16
ATE318322T1 (en) 2006-03-15
JP2003518388A (en) 2003-06-10
GB9930533D0 (en) 2000-02-16
DE60026164T2 (en) 2006-11-16
RU2002119560A (en) 2004-03-27
PT1244805E (en) 2006-07-31
CN100354426C (en) 2007-12-12
CN1434870A (en) 2003-08-06
EP1244805B1 (en) 2006-02-22
US20090209037A1 (en) 2009-08-20
EP1244805A1 (en) 2002-10-02
US20030153081A1 (en) 2003-08-14
AU781356B2 (en) 2005-05-19
EP1566445A3 (en) 2005-08-31
CA2395454A1 (en) 2001-07-05
RU2267536C2 (en) 2006-01-10
CZ20022193A3 (en) 2003-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1244805B1 (en) Viral core protein-cationic lipid-nucleic acid-delivery complexes
US7163695B2 (en) Histidine copolymer and methods for using same
US7070807B2 (en) Branched histidine copolymers and methods for using same
AU681735C (en) Self-assembling polynucleotide delivery system comprising dendrimer polycations
US7462592B2 (en) Compositions and methods for polynucleotide delivery
CN103906527B (en) Lipid nanoparticle compositions and methods for MRNA delivery
TWI433693B (en) Lipophilic drug delivery vehicle and methods of use thereof
US20080063701A1 (en) Vector
KR100536983B1 (en) Some genes for delivery of genetic material
WO1996041606A2 (en) Improved pharmaceutical compositions for gene therapy
US20050163832A1 (en) Intracellular delivery of therapeutic agents
US7364750B2 (en) Autogene nucleic acids encoding a secretable RNA polymerase
KR20240019244A (en) APOE and APOB modified lipid nanoparticle compositions, and uses thereof
JP2024518379A (en) Peptide-Lipid Conjugates
JP2001029087A (en) Complex for delivering useful anionic substance into cells
HUI et al. FRONTIERS IN HUMAN GENETICS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20091212